[发明专利]一种基于生物炭降解有机污染物的方法

说明书

本发明公开一种基于生物炭降解有机污染物的方法，先将有机污染物pH值调整为3‑9，再加入三价铁盐、过硫酸盐、生物炭，进行搅拌，室温下氧化降解处理0.5‑5h；本发明充分利用生物炭的氧化还原能力，提供电子将变价金属还原进而活化过硫酸盐，生成硫酸根、羟基和超氧阴离子自由基，从而实现污染物的高效降解本发明操作简单、去除效果好、抗干扰能力强、成本低、不会形成二次污染等优点，对于实际有机物污染土壤和地下水的原位化学氧化修复中具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于环境功能新材料、土壤修复和水处理技术领域，特别涉及一种基于生物炭降解有机污染物的方法。

背景技术

近年来，在污染土壤和地下水的修复中，基于过硫酸盐的绿色高效的原位化学氧化技术得到了广泛的关注。过硫酸盐可以经过活化后产生强氧化性的硫酸根自由基SO₄^-·，具有较高的氧化还原电位、存留时间长和氧化选择性高等特点。但是，过硫酸盐的活化需要依托于活化因子，而目前的活化因子主要存在成本高和二次污染的问题。因此，高效、稳定、成本少、无毒无污染的过硫酸盐活化体系是污染土壤和地下水原位修复的迫切需求。

生物炭是一种高温热解的多孔碳基材料，因其原料多、比表面积大、含氧官能团丰富等特点，被广泛应用于农业生产利用以及环境中水、土壤污染的修复，例如，利用生物炭的吸附性可以有效的去除水、土壤污染中有机污染物和重金属，其热解生成的持久性自由基能降解有机污染物。但是单纯依靠生物炭依然的效果依然不理想。

从现有研究来看，传统的铁介导的过硫酸盐系统中，催化氧化的稳定性很差，降解效果也不理想。

发明内容

本发明的目的在于解决目前水处理过程中有机污染物降的效果不理想的问题，开发一种高效且稳定的用于土壤修复或水处理方法，应用于实际有机污染废水处理或土壤修复中。

一种基于生物炭降解有机污染物的方法，先将有机污染物的pH值调整为3-9，再加入三价铁盐、过硫酸盐、生物炭，混合物进行搅拌，室温下氧化降解处理0.5-5h。

所述三价铁盐为硫酸铁、氯化铁、硝酸铁或醋酸铁。

所述过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵。

所述三价铁盐、过硫酸盐、生物炭加入后，混合物中三价铁离子的浓度为0.07-0.27g/L，过硫酸盐浓度为2.1g/L，生物炭的浓度为1-2.5g/L。

所述搅拌速度为100-200r/min。

所述生物炭的制备方法，具体步骤如下：

(1)将生物质用清水洗净、烘干、破碎备用；

(2)将步骤(1)烘干的生物质在充满氮气的马弗炉中加热至350-700℃，保温4h后冷却至室温，过100目筛得到生物炭；

(3)将步骤(2)中的生物炭预处理后得到预处理后的生物炭。

步骤(1)生物质为木屑、秸秆、稻壳或花生壳。

步骤(2)加热升温速率为5℃/min-8℃/min。

步骤(3)预处理是将步骤(2)的生物炭和质量分数为10％的过氧化氢溶液连续搅拌混合反应5小时，然后用超纯水洗净干燥，得到氧化生物炭待用；或将步骤(2)的生物炭和质量分数为5％的硼氢化钾溶液连续搅拌混合反应5小时，然后用超纯水洗净干燥，得到还原生物炭待用；搅拌的转速为100-200r/min。

与现有技术相比，本发明的优点在于：