[發明專利]一種基于鄰羥基苯驅動鐵循環的共污染廢水處理方法

在審

• 申請號: 202210797135.X
• 申請日: 2022-07-06
• 公開（公告）號: CN115093039A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 張桐;劉元元;陳媛;劉斌;劉莉
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C02F9/02
• 分類號: C02F9/02;C02F1/72;C02F1/70;C02F101/20;C02F101/22;C02F101/30
• 代理公司: 北京和聯順知識產權代理有限公司 11621
• 代理人: 王立麗

本發明提供了一種基于鄰羥基苯驅動鐵循環的共污染廢水處理方法，其原理是：具有鄰羥基苯結構的化合物可以與鐵形成絡合物，并參與高級氧化過程中的電子傳遞路徑，使亞鐵持續產生，產生的亞鐵又可與氧化劑形成高級氧化體系，降解廢水中的有機污染物。在甲酸存在條件下，高級氧化體系轉變為高級還原體系，生成的二氧化碳自由基等強還原性物種可以將高價態重金屬還原為低價態重金屬并形成沉淀，從而實現廢水中有機物和重金屬污染物的同步去除。

技術領域

本發明涉及廢水處理及水體修復領域，具體是一種基于鄰羥基苯驅動鐵循環的重金屬與有機物共污染廢水處理法。

背景技術

電鍍行業和皮革制革行業是產生Cr(VI)和酚類共污染廢水的主要行業。在我國每年排放的電鍍廢水中，Cr(VI)的濃度高達300mg/L，酚類污染物濃度高達1000-3000mg/L。同時，世界各地的制革廠每年可產生約4000萬噸廢水，其中的主要污染物Cr(VI)的濃度甚至達到了3500mg/L。

鉻(Cr)被列為第一致癌物質，根據《綜合環境反應、賠償和責任法》，它在潛在毒性元素(PTEs)中排名第五。鉻有多種價態，一般以Cr(III)和Cr(VI)形式穩定存在于自然界中。Cr(III)可被土壤膠體吸附，形成溶解度較低的沉淀物，阻礙其進入地下水或被植物吸收。Cr(VI)包括鉻酸鹽和重鉻酸鹽化合物(CrO₄^2-,HCrO₄^-,Cr₂O₇^2-),表現出較強的氧化作用和高溶解度，在土壤和廢水中遷移性較強。在毒理學方面，Cr(VI)的毒性是Cr(III)的100倍，Cr(VI)在一些器官中的生物積累會損害其代謝功能，并可通過生態系統食物鏈的遷移對生物產生致畸、致癌、致突變的三致效應。鑒于Cr(VI)的高流動性和毒性，其排入地表水的最大允許限值為0.1mg/L,在世界衛生組織規定的飲用水中的限值為0.05mg/L。類似地，含酚廢水不經處理排入水體會危害水生生物的繁殖與生存，水體含酚0.1～0.2mg/L，魚肉就有酚味；含酚1mg/L，會影響魚產卵和回游，含酚5～10mg/L，魚類就會大量死亡。飲用水含酚，能影響人體健康。即使酚濃度只有0.002mg/L，用氯消毒也會產生氯酚惡臭。農作物經高濃度含酚廢水灌溉，會枯萎死亡。

現有技術在處理重金屬與有機物共污染廢水時，通常利用混凝沉淀、化學沉淀法先去除廢水中的重金屬，再利用物理吸附、化學氧化或生物降解方法去除廢水中的有機污染物。然而，該類技術在應用時會因為重金屬去除階段產生的藥劑殘留影響有機物處理階段的去除效率。兩個階段的技術不兼容性會引起藥劑的大量消耗，需要設計復雜的構筑物進行消除。因此，現有技術尚未完美地解決有機物與重金屬共污染水體的修復問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于鄰羥基苯驅動鐵循環的重金屬與有機物共污染廢水處理方法，其特征在于，包括以下步驟:

步驟一：向共污染廢水中加入鄰羥基苯結構化合物，攪拌至混合均勻，得到混合液1；所述鄰羥基苯結構化合物與廢水中有機污染物的摩爾濃度比為(0.1～100):1；

步驟二：向混合液1中加入鐵化合物，攪拌至混合均勻，得到混合液2；所述鐵化合物與所述鄰羥基苯結構化合物的摩爾濃度比為(0.1～30):1；

步驟三：向混合液2中加入氧化劑，攪拌至混合均勻，得到混合液3；所述氧化劑與廢水中有機污染物的摩爾濃度比為(0.2～100):1；

步驟四：向混合液3中加入甲酸，攪拌至混合均勻；所述甲酸與氧化劑的摩爾濃度比為(0.1～50):1。

優選的，步驟一中所述鄰羥基苯結構化合物為兒茶酚、兒茶素、槲皮素、木犀草素、胡敏素、腐殖酸、橙皮苷、鄰苯二酚紫、4-叔丁基鄰苯二酚、4-乙基鄰苯二酚、3-甲基鄰苯二酚、4-甲基鄰苯二酚、4-硝基鄰苯二酚、3-溴鄰苯二酚、3-氟鄰苯二酚和4-氟鄰苯二酚中的一種或多種。