[发明专利]一种可见光强化三价铁活化过硫酸盐处理有机废水的方法

说明书

本发明属于污水处理领域，公开了一种可见光强化三价铁(Fe(III))活化过硫酸盐处理有机废水的方法。本发明利用Fe(III)能与污染物之间形成配合物，在可见光的光照下，产生“配体‑金属电荷转移过程”(LMCT)，即内部电荷发生了从污染物复合物到Fe(III)中的转移，使Fe(III)转化为Fe(II)，而无需添加其他配体或试剂就可以活化过硫酸盐产生具有强氧化性的羟基自由基和硫酸根自由基，从而将污染物降解。本发明是一种新的且具有成本效益的活化方法，工艺流程十分简单，可操作性强，能在较宽的pH范围内高效地去除废水中的污染物，具有广阔应用前景。

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种可见光强化三价铁活化过硫酸盐处理有机废水的方法。

背景技术

长期以来，人们一直在研究利用芬顿和类芬顿反应生成氧化自由基来修复污染物。基于过氧二硫酸盐(PDS)的类芬顿法能产生硫酸根自由基(·SO₄^-)和羟基自由基(·OH)，被认为对去除有机污染物具有巨大潜力。与H₂O₂，O₃，高铁酸钾和过氧一硫酸盐(PMS)等其他传统氧化剂相比，PDS具有相同质量价格最低；在水中寿命最长，活化能最低等优点。

铁是地球上最丰富的过渡金属元素，广泛存在于地表水中，价格低廉，同时也是一种环境友好的材料。为了在高效活化PDS的同时节省成本并最大程度降低使用重金属对人体健康和环境的风险，亚铁离子是常用过渡金属。但是，溶解的Fe(II)会迅速氧化成Fe(III)，从而导致氢氧化铁沉淀和三氧化二铁沉淀并抑制Fe(III)/Fe(II)循环，从而中止芬顿和类芬顿反应。而Fe(III)也只显示出有限的PDS活化过程的能力。因此，进行从Fe(III)到Fe(II)有效的转化是解决PDS氧化的关键问题，需要从实际角度分析Fe(III)如何激活PDS。

发明内容

本发明的目的是针对过硫酸盐活化氧化体系现有技术的缺点和不足，提供一种可见光强化三价铁活化过硫酸盐处理有机废水的方法；本方法提高有机污染物的降解效率的同时，解决了从Fe(III)到Fe(II)有效的转化和循环问题。

本发明的技术方案具体如下：

一种可见光强化三价铁活化过硫酸盐处理有机废水的方法，具体步骤如下：

向有机污染物溶液中加入Fe³⁺盐并混合均匀，然后加入过硫酸盐得到混合溶液，再用可见光照射所得混合溶液，开始处理有机废水；

其中所述有机污染物为磺胺甲恶唑，苯酚，卡马西平，布洛芬和苯并噻唑中的至少一种。

所述混合溶液中过硫酸盐/有机污染物的质量浓度比为25～100:1；优选为40～60:1；更优选为50:1。

所述Fe³⁺盐/过硫酸盐的质量比为0.56～5.6:5；优选为1～2:5，更优选为1.12:5。

所述可见光的波长为420～900nm；所述可见光的光强范围为10～100Mw/cm²；优选为100Mw/cm²。

所述过硫酸盐为单过硫酸氢钾(简称PMS，化学式为KHSO₅)和过硫酸钾(简称PDS，化学式为K₂S₂O₈)中的至少一种；优选为PDS。

所述Fe³⁺盐为氯化铁，硫酸铁和硝酸铁中的至少一种；优选为氯化铁。