电协同亚铁活化过硫酸盐降解水中腐殖酸的方法技术

本发明专利技术属于环保技术领域，具体为一种电协同亚铁活化过硫酸盐降解水中腐殖酸的方法。本发明专利技术使用氯化亚铁活化过硫酸盐，产生氧化性极强的硫酸根自由基，并通过加电的方式使过硫酸盐的活化效率大幅提升，能有效降解水中的腐殖酸。本发明专利技术的应用领域包括地下水，普通的饮用水厂等水体。这种处理水中腐殖酸的方式操作简单，成本低，产生污染较小，需求场地不大可原位操作，具有较大的经济及环境效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环保
，具体涉及亚铁活化过硫酸盐产生硫酸根自由基降解水中有机污染物的方法。
技术介绍
水中的有机物污染时国内外环境治理的一项重要任务的存在难题。过硫酸盐具有稳定性好，溶解度高和pH应用范围广的特点，其在水中电离产生的过硫酸根离子是一种很强的氧化剂，然而其在常温下较稳定，对有机物降解并不明显。在光，热，过渡金属离子等条件下，过硫酸盐可活化分解产生硫酸根自由基，这一自由基的标准氧化还原电位甚至超过了常用的羟基自由基，理论上可降解大部分有机物。其中使用亚铁离子Fe2+活化过硫酸盐具有反应体系简单，反应条件温和耗能低等显著优点，然而这一反应会由于反应过程中产生硫酸根自由基对Fe2+的氧化和Fe2+快速向Fe3+的转变而迅速中止，导致效果急剧下降。通过向系统通电，电场可使Fe3+又转化为Fe2+，从而使得反应得以循环进行，大大提高了过硫酸盐的活化效率，这种方法操作简单，效果显著，无污染。实际使用后对有机物的分解效率较不通电的系统有大幅上升。腐殖酸是水体中常见的大分子有机污染物，腐殖酸作为一种微量金属元素的络合剂，会使水中金属离子和微量元素含量降低，矿化度下降，不利于人体对微量元素的吸收，同时腐殖酸也是卤化副产物的一种重要前驱物质，最常见的即是在水厂的加氯环节中，其极易形成消毒副产物DBPs和三卤甲烷累致癌物THMs；水是生命之源，饮用水厂的水质和人民的生命安全是息息相关的，因此降低饮用水厂水体中的腐殖酸对人民健康具有重大意义。根据实验，通过电协同亚铁活化过硫酸盐对腐殖酸具有明显的降解作用，而这种方法成本低，操作简单，占地面积小，不影响正常的生产活动，具有极强的使用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种简单、经济、快捷的处理水中有机污染物的方法。本专利技术提供的处理水中有机污染物的方法，用氯化亚铁活化过硫酸盐，产生氧化性极强的硫酸根自由基，并通过加电的方式使过硫酸盐的活化效率大幅提升，能有效降解水中的腐殖酸。应用范围包括地下水，普通的饮用水厂等。本专利技术提供的电协同亚铁活化过硫酸盐降解水中腐殖酸方法，具体步骤为：第一步：充分搅拌处理中的水体；第二步：加入过硫酸钠，根据所处理的水体中污染物腐殖酸浓度的大小加入适量的过硫酸钠，腐殖酸与过硫酸钠浓度比应保持在1:2以上，一般可为1:2-1:3；第三步：系统pH调节，对于碱性水体加入稀盐酸使系统pH呈弱酸性，即pH在6.0-6.8之间；第四步：加入氯化亚铁，根据所选择的过硫酸钠浓度选择氯化亚铁浓度，使氯化亚铁与过硫酸钠的质量浓度比为1:（1.8-2.5），优选质量浓度比为1:2；第五步：向系统中施加15-30V的直流稳定电压，腐殖酸应充分降解2h以上（一般为2-3h），期间充分搅拌，保证溶液混合均匀。本专利技术基于硫酸根自由基高级氧化和电化学的基本原理：1．亚铁可活化过硫酸盐使其产生硫酸根自由基，硫酸根自由基具有强氧化性可分解水中大部分有机污染物；2．电场条件的作用下，铁离子得以重新转化亚铁离子，再度参与活化反应，使过硫酸盐的活化效率大幅上升，也直接影响了有机物的分解效率。本专利技术的特点在于：以亚铁活化过硫酸盐产生硫酸根自由基为基础，通过在系统中添加电这一要素的方式，使亚铁能在活化反应得到最大限度的利用，因为有了铁离子向亚铁离子的转化，过硫酸盐能被充分活化，产生足量的具有极强氧化性的硫酸根自由基，能降解水中大部分的有机污染物，反应后不会产生有毒副产物。相对于常用的羟基自由基而言，硫酸根自由基氧化性更强，降解有机物更彻底，通过此方法可相对简单，低成本且无毒害的产生硫酸根自由基来降解水中有机污染物，符合我国水中有机污染物处理的发展前景本专利技术的有益效果是：本专利技术以电协同亚铁的方式活化过硫酸盐产生硫酸根自由基，其可降解大部分腐殖酸类有机污染物，可应用于地下水，饮用水厂，工厂废水等，此方法具有操作简便，成本低，无毒害等优点，具有良好的环境经济效益和极大的使用价值。具体实施方式下面通过实施例进一步描述本专利技术。实施例1某饮用水厂发现出水中氯化消毒副产物（DBPs）浓度偏高，经调查发现是原水腐殖酸浓度过高引起，腐殖酸过高极易产生致癌物THMs，饮用水直接被人体吸收，因此需要马上降低原水中的腐殖酸浓度。投加2000mg/L过硫酸钠和1000mg/L的氯化亚铁，施加30V的直流电压充分反应2h，期间间歇观测腐殖酸浓度变化，分析发现通过降解后，腐殖酸浓度下降了70%以上，出水中DBPs也恢复到了正常水平，保证了饮用水出水的安全。实施例2某市地下水受污染，其中腐殖酸超标严重，作为该市重要水源，如不能短时间内降低水中腐殖酸浓度，对该市的生产生活都将产生严重的不良影响，对其水质的修复迫在眉睫。将抽用的地下水先进行一次腐殖酸降解处理，由于地下水还受到了其他有机物的轻度污染，根据总体受污染的程度，将过硫酸钠和氯化亚铁浓度分别控制在1000mg/L和500mg/L左右，施加30V的直流电压充分反应2h-3h，期间观测腐殖酸浓度变化，分析发现通过降解后，腐殖酸浓度下降了65%以上，已经可以作为水源使用，短时间内解决了腐殖酸污染的问题。对照例1某实验室使用配置好的容积2L，浓度50mg/L腐殖酸溶液进行实验，在系统中添加过硫酸钠直至浓度到达1000mg/L，调节pH至6.0，然后投放氯化亚铁至浓度为500mg/L，通过TPR系列多路输出直流稳压电源向溶液中提供15V的稳定电压，反应2h，期间通过电磁搅拌器充分搅拌。经过数据分析，发现腐殖酸的降解率达到了66.7%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
这种电协同亚铁活化过硫酸盐降解腐殖酸的方法，其特征在于具体步骤为：第一步：充分搅拌处理中的水体；第二步：加入过硫酸钠，水体中的腐殖酸与过硫酸钠浓度比为1:2‑1:3；第三步：调节系统pH，对于碱性水体加入稀盐酸，使系统pH呈弱酸性，即pH在6.0‑6.8之间；第四步：加入氯化亚铁，使氯化亚铁与过硫酸钠的质量浓度比为1:（1.8‑2.5）；第五步：向系统中施加15‑30V的直流稳定电压，使腐殖酸应降解2h以上，期间充分搅拌，保证溶液混合均匀。

【技术特征摘要】
1.这种电协同亚铁活化过硫酸盐降解腐殖酸的方法，其特征在于具体步骤为：
第一步：充分搅拌处理中的水体；
第二步：加入过硫酸钠，水体中的腐殖酸与过硫酸钠浓度比为1:2-1:3；
第三步：调节系统pH，对于碱性水体加入稀盐酸，使系统pH呈...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东，黄潇逸，陈子杰，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31