[发明专利]一种金属离子协同超声搅拌降解有机污染物的方法

说明书

本发明公开了一种金属离子协同超声搅拌降解有机污染物的方法，包括以下步骤：S1、调节含有机污染物的废水pH为2.50‑7.00后，加入金属离子作为催化剂，所述金属离子为Fesupgt;3+/supgt;、Cusupgt;2+/supgt;、Alsupgt;3+/supgt;、Agsupgt;+/supgt;、Nisupgt;2+/supgt;、Mgsupgt;2+/supgt;、Casupgt;2+/supgt;、Cosupgt;2+/supgt;中的一种或多种组合；S2、将S1所得废水置于超声装置中，在超声温度为25～40℃条件下进行超声同时开启搅拌，经过40～100min的超声搅拌处理，完成对废水中有机污染物的降解。本发明在超声和机械搅拌下，与金属离子协同作用，具有降解增强效应，可以强化降解技术，可为工业废水的处理领域提供参考。

技术领域

本发明涉及声催化技术和环境净化技术领域，具体指一种金属离子协同超声搅拌降解有机污染物的方法。

背景技术

随着经济的快速发展，工业废水排放量大，高效处理难降解的有机废水一直是现代水处理技术的一个难题。目前，高级氧化技术因其可以去除水中有机污染物而引起了广泛的关注，通过化学法、光化学法以及电化学法原位产生羟基自由基将水体中有机污染物氧化。其中，超声催化技术是高级氧化技术的一种技术，具有设备简易、操作简便、效率高、适用范围广、不产生二次污染、可重复使用等独特的优点，但是单独使用超声技术的能量损耗大、降解效率低。为了避免单独使用超声存在的问题，将超声和其它技术联用可以高效发挥两种技术的优势，提高有机污染物的降解效率，因此，结合其他高级氧化技术，开发降解效率高的新型超声催化联用技术是声催化技术的一大难点。

在联合技术的使用中，Zhang等人的研究结果显示，有机污染物的降解效率仍然存在一些操作参数的影响，如：反应器的类型、机械搅拌速度、有机污染物的初始浓度、超声频率(Ultrasonics Sonochemistry,2019,58,104691)。目前金属离子协同超声搅拌降解有机污染物的方法还未见报道。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种金属离子协同超声搅拌降解有机污染物的方法，该方法以金属离子作为催化剂，在超声装置中，在搅拌的作用下对罗丹明B溶液进行催化超声降解。该技术便于操作控制、降解速度快并且可以与其他水处理技术联合使用，还可以处理毒性高、难降解的有机污染物，因而在有机污染物的降解上具有发展潜力和应用前景。

本发明的技术方案为：一种金属离子协同超声搅拌降解有机污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、调节含有机污染物的废水pH为2.50～7.00后加入金属离子作为催化剂，所述金属离子为Fe³⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Ag⁺、Ni²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Co²⁺中的一种或多种组合；

S2、将S1所得废水置于超声装置中，在超声温度为25～40℃条件下进行超声同时开启搅拌，经过40～100min的超声搅拌处理，完成对废水中有机污染物的降解。

优选的，步骤S2中，控制超声功率为200～600W、搅拌速度为400～1100r/min。

优选的，步骤S1中，所述废水中金属离子浓度为0.1～2.0mmol/L。

优选的，步骤S1中，所述有机污染物为罗丹明B、亚甲基蓝和甲基橙中的一种或多种组合。

优选的，步骤S1中，所述废水中有机污染物浓度为2.00～10.00mg/L。

优选的，步骤S1中，所述废水的pH由浓度为0.1～1mol/L的氢氧化钠溶液或质量为0.1～1mol/L的硝酸调节。