[发明专利]一种活化过硫酸盐处理有机废水的方法

说明书

 

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，涉及一种活化过硫酸盐处理有机废水的方法。

背景技术：

高级氧化技术已经被广泛应用于有机废水和土壤的治理中。在各种各样的高级氧化技术中，基于产生硫酸根自由基的过硫酸盐高级氧化技术，受到了广泛地关注和研究。这是因为过硫酸盐被激活后不仅具有与羟基自由基类似的强氧化能力，而且其水溶性和稳定性更好。所以相对于其他氧化剂，如双氧水和臭氧，过硫酸盐更具实际应用性。

和羟基自由基（1.8~2.7V）一样，硫酸根自由基也具有很高的氧化还原电位（2.5~3.1V）。有很多方法可以激发过硫酸盐产生硫酸根自由基，例如，电、超声、紫外光、过渡金属离子本身和基于过渡金属离子的催化剂。一些学者也报道，强碱性条件，也能激发过硫酸盐产生硫酸根自由基。尽管这些方法都很有效，但是很显然，这些活化方法的成本过高，不具备实际应用性。

相对而言，铁（Fe⁰/ Fe²⁺ /Fe³⁺）活化更具实用性。一方面，铁是地壳中含量第二高的金属元素，另一方面，将铁应用到过硫酸盐的活化中，操作也容易。然而，铁活化的缺陷也很明显：二价铁活化过硫酸盐，本身被氧化成三价铁，失去活化效力的同时又导致铁污泥的产生。有一些学者通过引入电来解决这个问题，这需要消耗额外的电能和引入其它的设备，成本较高；还有一些学者合成铁离子和螯合剂的络合物，虽然在一定程度上防止了铁污泥的生成，但是螯合剂本身对环境是一种潜在的污染。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种成本低且环保的活化过硫酸盐处理有机废水的方法。

首先在反应器中加入维生素C、可溶性铁盐和有机废水，混合均匀后，调节其pH值为2~7，再添加过硫酸盐，搅拌使其进行反应。

所述过硫酸盐与铁盐的摩尔比为20：1~4：1，维生素C与铁盐的比例为1：80~10：1。

所述的可溶性铁盐为二价或三价可溶性铁盐，其浓度为0.5~4mmol/L。

所述的过硫酸盐包括过硫酸盐，过一硫酸盐。

在本方法中，若直接投入的是三价铁盐，三价铁离子一方面接受了维生素C提供的电子，还原成二价铁离子，另一方面，三价铁离子和二价铁离子都能与维生素C形成配合物，这两方面的协同作用极大地促进亚铁离子活化过硫酸产生硫酸根自由基这一过程，形成对有机污染物的高效降解。

若直接投入的是二价铁盐，二价铁离子可以与过硫酸根反应生成硫酸根自由基，而生成的三价铁离子则与维生素C反应，被还原成二价铁离子，并继续活化过硫酸根。

反应器中发生的主要反应如下，其中L-AA为维生素C，DHA为脱氢维生素C。

L-AA+Fe³⁺→DHA+Fe²⁺+H⁺

Fe²⁺+ S₂O₈²→Fe³⁺+ 2SO₄^-·

SO₄^-·+pollutants→products

本发明在亚铁活化过硫酸盐的基础上，以橙黄Ⅱ模拟的有机废水为目标污染物，提出了一种新的铁盐/维生素C/过硫酸盐体系处理有机污染废水的方法，解决了亚铁/过硫酸盐体系中Fe³⁺不能重复利用且产生大量污泥这两个问题。另外，该法只是加入了维生素C，是一种环境友好且经济的处理有机污染废水的方法。

本发明和现有技术相比所具有的有益效果：

二价铁离子可以重复利用，降低了铁盐的投加量，且三价铁与维生素C形成配合物，极大地减少了铁污泥的产生；添加环境友好的维生素C，对人体和自然界都是无害的；此方法不需要消耗额外能量，比如超声、光、电等，降低了成本；工艺流程十分简单，可操作性强，具有广阔地实际应用前景。

具体实施方式：

本发明以染料废水为典型的有机废水。染料废水不仅会使自然水着色，影响美观，而且大多数染料都具有难生物降解的性质。在所有的染料中，偶氮染料的应用是最为广泛的。因此实施例中选择偶氮染料橙黄Ⅱ作为目标污染物。

下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1