厌氧条件下利用零价锌对污水中三氯生还原去除的方法技术

本发明专利技术涉及一种厌氧条件下利用零价锌对污水中三氯生还原去除的方法，在厌氧条件下，向含有三氯生的污水中，投加零价锌，污水中三氯生的质量浓度为1～10毫克每升，零价锌的投入量为每升污水中加入1～5克，反应时间6-12小时，对污水中的三氯生进行还原去除。与现有技术相比，本发明专利技术反应条件简单易行，反应温和，处理时间短，对三氯生的去除率高，无二次污染，减少含三氯生污水对环境的危害，有利于后续污水的资源化利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含三氯生的污水处理方法，尤其是涉及一种厌氧条件下利用零价锌对污水中三氯生还原去除的方法。
技术介绍
药品和个人卫生护理用品(Pharmaceuticals and personal care products，PPCPs)是继杀虫剂、除草剂及内分泌干扰物之后发现的在水和污水中普遍存在的痕量有机污染物，其对环境造成的影响已经引起国内外的广泛关注。PPCPs一旦进入人体内，就会转变成极性的、溶解性的代谢产物和酸类物质，随着尿液和粪便排入城市污水中。研究表明，传统的生物法很难完全去除所有的PPCPs。因此，经过污水厂处理以后残留的PPCPs会随着污水厂尾水的排放进入地表水、地下水或者海水中，从而对人类产生影响和对水生环境造成破坏。过去几十年，国外研究者对污水厂中PPCPs的存在及去除情况进了大量调查研究。Gracia-Lor等人调查了西班牙三座污水处理厂中50种目标PPCPs的存在与去除情况，他们在污水厂出水中检测出了17种PPCPs残留，主要为止痛药类、消炎药类、抗生素类、降血脂药类、抗过敏药类药品。先前的研究发现，消炎药、抗生素、利尿剂、降血脂药、抗过敏药、兴奋剂类药物是在国外污水厂的进水中广泛存在的药物污染物，由于选定目标PPCPs的不同以及污水来源不同，其浓度范围可以从几百pg/L到几百μg／L。相对于药物污染物的调查研究，对个人卫生护理用品的调查研究还相对较少，仅主要对个人卫生护理用品中几种常见的含氯有机物进行了研究(其中三氯生和三氯卡班是经常被检测到的个人卫生护理用品)，因为含氯有机物被广泛用于个人卫生护理用品中的防腐剂、遮光剂、杀菌剂以及消毒剂等。含氯有机物会对人体健康以及环境造成极大的危害，通常含氯有机物具有致癌性、致畸性和致突变性，并且很难被生物完全去除。三氯生作为一种广谱杀菌剂，被广泛应用于肥皂、牙膏等日用化学品之中，在调查研究中发现其在污水厂的进水中普遍存在。Bendz等人，Yu等人，Gómez等人和Lishman等人对污水厂中三氯生进行了调查研究，他们发现在污水厂中三氯生的去除率有所不同，分别为58％，69％，88％和93％。在美国，84％的具有抗菌性的肥皂均含有三氯生，其用量高达1500吨／年。三氯生作为高产量化学物质在美国已被使用了将近50年，但直到近年来其危害才引起人们关注。通过先前对污水厂中典型PPCPs的存在和去除情况调查研究发现传统的生物法对含氯PPCPs的去除效果较差，且其去除效果受进水水质以及污水厂处理工艺的影响。近年来，有研究表明零价锌和零价铁对含氯有机物具有还原脱氯性，能对含氯有机物有很好的去除效果。其中对零价铁的研究主要集中于纳米零价铁，Zhang等利用纳米零价铁降解三氯乙酸、三氯乙烯和四氯乙烯时发现，它们在24小时内的去除率可达99％。Lowry等人的研究表明，纳米零价铁的脱氯效果要远优于微米级零价铁，纳米零价铁可以将多氯联苯脱氯为毒性较低的氯联苯。虽然纳米零价铁具有很多优势，但是在其应用的过程中还遇到一些问题，比如纳米零价铁的稳定性较差。有报道称纳米零价铁很容易被氧化而形成铁的氧化物或者氢氧化物在纳米铁表面沉积，从而使得纳米零价铁产生钝化。但是，利用零价锌对含氯有机物进行去除的研究相对较少，尤其是在厌氧条件下，因为在厌氧条件下可以避免氧气对金属的氧化作用，使得活性金属对含氯有机物的去除效果更好。因此，有必要开展相应的研究工作。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种反应条件简单易行、反应温和、处理时间短、对三氯生的去除率高、无二次污染的厌氧条件下利用零价锌对污水中三氯生还原去除的方法。该方法能快速高效地去除污水中的三氯生，减少含三氯生污水对环境的危害，有利于后续污水的资源化利用。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种厌氧条件下利用零价锌对污水中三氯生还原去除的方法，在厌氧条件下，向含有三氯生的污水中，投加零价锌，反应时间6-12小时，反应温度不限，对污水中的三氯生进行还原去除。厌氧条件下利用零价锌对三氯生的还原去除的机理为：在厌氧条件下，零价锌在水溶液中被腐蚀产生氢离子，由于pH的不同，产生的氢离子浓度也不同，而高浓度的氢离子会加剧零价锌的腐蚀，使三氯生发生还原反应而得以去除。所述的厌氧条件是通过向反应装置中通入氮气吹赶反应装置中的空气，并加盖密封而实现的。所述的污水中三氯生的质量浓度为1～10毫克每升，所述的零价锌的投入量为每升污水中加入1～5克。作为优选，所述的零价锌的投入量为每升污水中加入4克。在投加零价锌之前，调节污水的pH值为3～10。作为优选，在投加零价锌之前，调节污水的pH值为3～7。作为进一步优选，在投加零价锌之前，调节污水的pH值为5～7。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：1、适用范围广，反应条件简单易行。本专利技术是向含有三氯生的废水中投加零价锌，反应温度不限，常温常压下即可达到很好的去除效果。2、反应速率快。在6-12小时内就能对含质量浓度为1-10毫克每升的三氯生的污水有很好的去除效果。3、处理成本低。零价锌容易取得，费用低，具有良好的应用前景。4、环境友好。本专利技术所述的利用零价锌对污水中的三氯生进行去除，其降解产物的毒性显著降低，有利于污水的资源化利用。5、适用目标物范围广。本专利技术除了适用于含三氯生的污水，还适用于含氯有机物的污水。附图说明图1为污水的pH值及反应时间对三氯生去除率的影响；图2为零价锌的投加量及反应时间对三氯生去除率的影响。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。三氯生的分析检测采用Agilent7890A-5975C VL MSD气相色谱-质谱联用仪：色谱柱采用HP-5MS(30米×0.25毫米×0.25微米)；进样口温度270摄氏度；起始温度80摄氏度，保持3分钟；以20摄氏度每分钟的速度升至300摄氏度，保持7分钟；载气为氦气。载气流速1毫升每分钟；分流比10∶1，进样量1微升。质谱条件：电离方式EI，电离能量70电子伏特，离子源温度280摄氏度。传输线温度：250摄氏度，扫描范围：41-450原子质量单位，质谱标准库：NIST库。实施例1厌氧条件下利用零价锌对污水中三氯生还原去除的方法，处理含10毫克每升三氯生的污水。调节污水初始pH值为3，加入零价锌2.5克每升污水，向反应装置中通入氮气20分钟吹赶反应装置中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种厌氧条件下利用零价锌对污水中三氯生还原去除的方法，其特征在于，在厌氧条件下，向含有三氯生的污水中，投加零价锌，反应时间6?12小时，对污水中的三氯生进行还原去除。

【技术特征摘要】
1.一种厌氧条件下利用零价锌对污水中三氯生还原去除的方法，其特征在于，
在厌氧条件下，向含有三氯生的污水中，投加零价锌，反应时间6-12小时，对污
水中的三氯生进行还原去除。
2.根据权利要求1所述的一种厌氧条件下利用零价锌对污水中三氯生还原去
除的方法，其特征在于，所述的厌氧条件是通过向反应装置中通入氮气吹赶反应装
置中的空气，并加盖密封而实现的。
3.根据权利要求1所述的一种厌氧条件下利用零价锌对污水中三氯生还原去
除的方法，其特征在于，所述的污水中三氯生的质量浓度为1～10毫克每升，所述
的零价锌的投入量为每升污水中加入1～5克。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林，董秉直，李咏梅，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：