一种快速降解亚硒酸盐的方法技术

本发明专利技术公开了一种快速降解亚硒酸盐的方法，属于水处理技术领域，为了解决零价铁易产生钝化膜导致的除污染速率低的难题，提出了用导电能力较大的硫覆盖零价铁表面提高其电子传递速率进而提高亚硒酸盐去除率的新方法。该方法的使用极大的提高了零价铁的反应活性和亚硒酸盐废水的去除率，所使用的改性方法操作简单，反应过程易控制，成本较低并且改性后的零价铁材料比较稳定且易于保存。

Method for rapidly degrading selenite

The invention discloses a method for rapid degradation of selenite, which belongs to the technical field of water treatment, in order to solve the pollution problem of zero valent iron is easy to produce low rate in passive film caused by the proposed conductivity larger sulfur coverage of zero valent iron surface to improve the electron transfer rate and a new method for improving selenite the removal rate of. Using this method greatly improves the removal rate of the reaction activity of zero valent iron and selenite wastewater, the modified method has the advantages of simple operation, easy control of the reaction process, low cost and modified zero valent iron was relatively stable and easy to save.

【技术实现步骤摘要】
一种快速降解亚硒酸盐的方法
：本专利技术属于水处理
，涉及一种水和废水处理方法，具体涉及一种快速降解亚硒酸盐的方法。
技术介绍
：随着工业化的发展，硒污染水体的现象呈现越来越严重的态势。我国目前现已发现了两大天然富硒区，一个是湖北省的恩施州，另一个是陕西省的紫阳县，特别是湖北恩施鱼塘坝地区有着全球唯一的独立成矿的硒矿床。因此，在恩施地区和紫阳县地区硒污染事件较多，其中在恩施鱼塘坝地区硒中毒的现象最为显著。在我国，地下水中硒含量为0.06~400μg•L-1，个别地区可以达到6000μg•L-1。我国、美国及加拿大等国家规定饮用水中的硒的含量不得超过10μg•L-1。自然水体中的硒主要以硒酸根(SeO42-,Se(VI))和亚硒酸根(SeO32-,Se(IV))这两种无机离子的形式存在，其中Se(IV)的毒性比Se(VI)高出10倍，因此，研发经济有效的亚硒酸盐去除技术势在必行。目前去除水中的亚硒酸盐污染的常用方法包括离子交换法、共沉淀法、吸附法、生物还原法、非生物还原法、反渗透法等。但都存在去除效率较慢的问题。零价铁具有价格低廉、安全易得、对环境不会产生二次污染并且能够处理多种有毒有害污染物的优点，因而在水处理领域越来越受到重视。尽管零价铁技术已得到比较广泛的应用，但也存在着突出的缺点。比如零价铁在制备的过程中，由于空气氧化一般表面都会覆盖一层钝化膜。而钝化膜会覆盖住零价铁表面的活性点位，降低电子从零价铁传递到污染物的速率。由于钝化膜的成分和厚度不同，对电子传递阻力的增加程度不同，零价铁的反应活性降低程度也不同。已有研究者证实厚厚的钝化膜会降低零价铁的反应活性甚至会使零价铁的反应活性完全消失。零价铁的钝化膜问题已成为推动零价铁技术应用的一个重要障碍和限制零价铁渗透反应墙技术可持续应用的瓶颈。如何有效的缓解零价铁的钝化和提高已钝化零价铁的反应活性已成为目前研究的焦点。专利20120318103.3公开了一种用弱磁场来强化零价铁去除硒污染的方法，该方法提出了弱磁场去钝化的方法，但是存在磁场添加困难的问题。
技术实现思路
：为了克服零价铁表面钝化膜带来的去除污染物较慢的难题，同时提高毒性较强的亚硒酸盐污染去除难题。本专利技术的目的在于提供一种快速降解亚硒酸盐的方法。本专利技术采取的技术方案如下：一种快速降解亚硒酸盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）室温下，向500mL三口烧瓶中加入150mL蒸馏水，机械搅拌器搅拌，控制转速为50-200r/min，全程曝氮气控制溶解氧为0，然后加入5g1-30微米零价铁颗粒；随后加入称量好的硫酸亚铁固体粉末搅拌，10分钟后逐滴加入硫化钠溶液，控制硫酸亚铁和硫化钠中Fe2+和S2-的摩尔比为1：1，滴加完后继续无氧反应1h，真空抽滤，60度蒸空干燥即得改性零价铁产物；（2）在500mL完全混合反应器中加入合成的改性零价铁材料0.5g/L并搅拌，转速100-500r/min，温度5-30℃，加入亚硒酸废水，用乙酸和乙酸钠缓冲溶液控制pH＝3～10，反应0.1-3.0小时即可去除亚硒酸盐。本专利技术进一步的设置如下：本专利技术所述改性零价铁中改性前的零价铁粉为微米级零价铁，粒径为1-30微米，优选1微米。本专利技术所述改性零价铁制备过程在室温下进行，并且无需控制反应的pH。本专利技术所述改性零价铁制备过程需进行搅拌，搅拌速度为50-200r/min，优选200r/min。本专利技术所述改性零价铁制备过程需全程控制溶解氧的浓度为0mg/L。本专利技术所述改性零价铁制备过程控制硫酸亚铁和硫化钠中Fe2+和S2-的摩尔比为1：1。并且严格控制硫化钠滴加速度为逐滴加入。本专利技术所述改性零价铁制备过程滴加完硫化钠后反应时间为1小时。本专利技术所述改性零价铁制备过程需60度真空干燥。本专利技术所述制备的改性零价铁中S：Fe的摩尔比为0.02-0.2。本专利技术所述的改性零价铁去除亚硒酸废水的投加量为0.1-10.0g/L，优选0.5g/L。本专利技术所的改性零价铁去除亚硒酸废水中硒的浓度范围为0.02-40mg/L。本专利技术所述的改性零价铁去除亚硒酸的搅拌转速为100-500r/min。进一步优选搅拌转速为400r/min。本专利技术所述的改性零价铁去除亚硒酸废水的pH＝3-10。进一步优选pH=5.0。本专利技术所述的改性零价铁去除亚硒酸废水的温度为5-30度。进一步优选温度为25度。本专利技术所述的改性零价铁去除亚硒酸废水的水力停留时间为0.1-3.0小时。本专利技术同现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本专利技术与现行的技术相比，亚硒酸盐的去除效果快速且去除率高，很好的解决了硒污染去除的问题；2、本专利技术与现行的技术相比，制备方法简单，反应过程易控制且反应后无有毒金属离子残留，提高了工业应用的价值。3、本专利技术与现行的技术相比，成本较低并且改性后零价铁材料比较稳定且易于保存。4、通过控制制备零价铁材料工艺中的零价铁颗粒粒径、转速以及反应时间和温度，制备的改性零价铁材料中S：Fe的摩尔比控制在0.02-0.2，经实验证实，对于亚硒酸盐去除率有显著效果。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。附图说明：图1为本专利技术实施例零价铁和改性零价铁去除不同浓度的四价硒效果对比图；图2为本专利技术不同改性零价铁去除效果对比图（改性零价铁的投量为0.5g/L，pH＝5，转速400r/min，室温25℃，亚硒酸浓度5mg/L）。具体实施方式：实施例1：室温下，向500mL三口烧瓶中加入150mL蒸馏水，机械搅拌器搅拌，控制转速为200r/min，全程曝氮气控制溶解氧为0，然后加入5g1微米零价铁颗粒；随后加入称量好的硫酸亚铁固体粉末搅拌，10分钟后逐滴加入硫化钠溶液，控制硫酸亚铁和硫化钠中Fe2+和S2-的摩尔比为1：1，滴加完后继续无氧反应2h，真空抽滤，60度蒸空干燥即得，最终改性产物的硫铁摩尔比为0.111。在500mL完全混合反应器中加入合成的改性零价铁材料0.5g/L并搅拌，转速400r/min，室温25℃，控制亚硒酸盐的浓度为5mg/L，用乙酸和乙酸钠缓冲溶液pH=5.0，亚硒酸盐可在30min内去除99%以上。而使用未改性零价铁在相同的条件下反应30min去除率仅为7%结果如图1所示。实施例2：室温下，向500mL三口烧瓶中加入150mL蒸馏水，机械搅拌器搅拌，控制转速为200r/min，全程曝氮气控制溶解氧为0，然后加入5g1微米零价铁颗粒；随后加入称量好的硫酸亚铁固体粉末搅拌，10分钟后逐滴加入硫化钠溶液，控制硫酸亚铁和硫化钠中Fe2+和S2-的摩尔比为1：1，滴加完后继续无氧反应2h，真空抽滤，60度蒸空干燥即得，最终改性产物的硫铁摩尔比为0.111。在500mL完全混合反应器中加入合成的改性零价铁材料0.5g/L并搅拌，转速400r/min，室温25℃，控制亚硒酸盐的浓度为10mg/L，用乙酸和乙酸钠缓冲溶液pH=5.0，亚硒酸盐可在30min内去除87%以上。而使用未改性零价铁在相同的条件下反应30min去除率仅为5%结果如图1所示。实施例3：室温下，向500mL三口烧瓶中加入150mL蒸馏水，机械搅拌器搅拌，控制转速为200r/min，全程曝氮气控制溶解氧为0，然后加入5g1微米零价铁颗粒；随后加入称量好的硫酸亚铁固体粉末搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速降解亚硒酸盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）室温下，向500 mL三口烧瓶中加入150 mL蒸馏水，机械搅拌器搅拌，控制转速为50‑200 r/min，全程曝氮气控制溶解氧为0，然后加入5g 1‑30微米零价铁颗粒；随后加入称量好的硫酸亚铁固体粉末搅拌，10分钟后逐滴加入硫化钠溶液，控制硫酸亚铁和硫化钠中Fe

【技术特征摘要】
1.一种快速降解亚硒酸盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）室温下，向500mL三口烧瓶中加入150mL蒸馏水，机械搅拌器搅拌，控制转速为50-200r/min，全程曝氮气控制溶解氧为0，然后加入5g1-30微米零价铁颗粒；随后加入称量好的硫酸亚铁固体粉末搅拌，10分钟后逐滴加入硫化钠溶液，控制硫酸亚铁和硫化钠中Fe2+和S2-的摩尔比为1：1，滴加完后继续无氧反应2h，真空抽滤，60度蒸空干燥即得改性零价铁产物；（2）在500mL完全混合反应器中加入合成的改性零价铁材料0.5g/L并搅拌，转速100-500r/min，温度5-30℃，加入亚硒酸废水，用乙酸和乙酸钠缓冲溶液控制pH=5.0，反应0.1-3.0小时即可去除亚硒酸盐。2.根据权利要求1所述的一种快速降解亚硒酸盐的方法，其特征在于：所述改性零价铁中改性前的零价铁粉为微米级零价铁，粒径为1-30微米。3.根据权利要求1所述的一种快速降解亚硒酸盐的方法，其特征在于：所述改性零价...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁丽萍，孟旭，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33