一种利用单过硫酸盐处理有机废水的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用单过硫酸盐处理有机废水的方法，属于污水处理领域。本发明专利技术利用还原性含铁黏土晶格中的Fe(II)能够快速地活化单过硫酸盐，在黏土表面产生强氧化性的过硫酸根自由基和羟基自由基，从而快速地去除污水中的有机污染物。其中，还原性含铁黏土以天然含铁黏土为原料，利用还原法制备得到，活化过程中Fe不溶出、黏土回收率高等优点。本发明专利技术对于快速处理水体或土壤洗脱液中的有机污染物展示了广泛的应用前景。

A Method of Treating Organic Wastewater with Monosulfate

【技术实现步骤摘要】
一种利用单过硫酸盐处理有机废水的方法
本专利技术属于水污染处理
，具体涉及一种利用单过硫酸盐处理有机废水的方法。
技术介绍
众所周知，全球的水污染问题日趋严重，染织、农业、制药、化工、石油化工等众多行业均会产生大量有机废水，废水毒性大，成份复杂，化学耗氧量高、色度高、生化性差、处理难度大。目前该类废水主要的处理方法集中在以下几类：1)物理法，该方法主要用于处理含有悬浮物的废水，将其进行过滤或者运用吸附，但是该法仅仅将不溶物与废水进行了分离，并没有改变废水的化学性质；2)生物法，该方法主要利用微生物分解污染物的原理，可以彻底改变水质，但是其过程比较复杂，微生物对水环境要求较高，当污染物毒性较高时，可能导致微生物中毒；3)化学法，处理手段选择性多，水处理效果明显，但是易出现二次污染，高级氧化技术就是其中最典型的一类水处理技术。高级氧化技术不同于传统的氧化法，它主要是利用反应中产生的强氧化性羟基作为主要氧化剂氧化分解和矿化水中有机污染物的氧化技术。按照自由基的产生方式不同可以分为四大类，化学氧化技术、光催化氧化技术、水热氧化技术及其他高级氧化技术。而活化过硫酸盐技术是近些年发展起来的一类新型高级氧化技术。反应过程主要产生具有强氧化性的硫酸根自由基(SO4·-；E0＝2.6～3.1V)，可以快速有效地降解土壤或水体中的污染物，已被广泛应用于污染土壤和地下水的原位修复过程。与传统的Fenton试剂产生·OH降解污染物相比，基于SO4·-的高级氧化技术具有氧化剂稳定性好、降解能力强、受环境因素影响作用小、适应pH范围广等有优点，这些特性使得活化过硫酸盐技术在修复污染土壤和水体方面应用较广。在过硫酸盐体系中，单过硫酸盐(PMS)由于自身分子结构的不对称性，多种活化方式都可以使PMS分解产生硫酸根自由基。传统的活化方式主要有光活化技术、热活化技术以及过渡金属活化技术。比如中国专利技术专利，公开号：CN101045573A，公开日：2007.10.03，公开了通过热解、紫外光照射以及γ射线辐射等方式活化过硫酸盐产生硫酸根自由基处理船舶压载水的方法。但是上述因需要消耗大量能量而限制了其在有机污染物处理当中的应用。过渡金属活化技术与芬顿法类似，主要是利用过渡金属催化过硫酸盐产生SO4·-，过渡金属离子活化技术最大的优点是，不受温度的干扰，在常温下，反应就可以进行，因此，过渡金属活化法也成为了常用的活化手段。最常用的过渡金属离子为Fe2+，除此之外，还有Cu、Mn、Co等。比如中国专利技术专利，公开号：CN103435143A，公开日：2013.12.11；公开了一种多元混配络合亚铁活化过硫酸盐或单过氧硫酸氢盐深度氧化处理废水的方法，以混配络合剂、亚铁盐催化活化过硫酸盐或单过氧硫酸氢盐，能够提高过硫酸盐/单过硫酸盐的效率高，易操作，主要适用高pH有机废水的水处理技术。又如中国专利技术专利，公开号：CN103435144A，公开日：2013.12.11公开了一种利用多相催化剂高效活化过硫酸盐处理有机废水的方法，该方法以纳米Fe0、纳米FeOxHy(y＝2x-3或3y＝6x-8)、FeOxHy@Fe0(FeOxHy@Fe0，y＝2x-3或3y＝6x-8)纳米复合材料作为多相催化剂活化过硫酸盐产生具有强氧化性的硫酸根自由基，从而将废水中的难降解有机物去除，该方法适用于各种有机废水处理，能在较宽的pH范围内高效地去除废水中的有毒有害污染物。但是，上述方法依然存在以下问题：活化剂在反应过程中易损耗，难回用，成本较高，而且容易造成二次污染等问题。
技术实现思路
1.要解决的问题针对现有技术中活化剂在反应过程中易损耗，难回用，成本较高，而且容易造成二次污染的问题，本专利技术的目的是提供一种利用单过硫酸盐处理有机废水的方法。2.技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种利用单过硫酸盐处理有机废水的方法，利用含晶格铁的还原性含铁黏土来活化单过硫酸盐进行有机废水的处理；所述的还原性含铁黏土以天然含铁黏土为原料，经还原法制备得到；所述晶格铁的还原率为17.2～74.2％。天然含铁黏土中含有的铁为晶格Fe，性能相对高效稳定，活化过程中，铁元素仅产生价态的变化，几乎不会从黏土中溶出脱离，易回收，可还原再生。优选地，以Na2S2O4为还原剂对天然含铁黏土进行还原，制备得到还原性含铁黏土；所述的含铁黏土与Na2S2O4的添加质量比为5：(1～15)。优选地，用还原性含铁黏土来活化单过硫酸盐，进行处理污水，包括如下步骤：步骤一：将还原性含铁黏土加入到含目标污染物的废水中，得混合液；步骤二：将单过硫酸盐加入到步骤一的混合液中，控制反应时间为15～300s，得到含有活化剂及氧化剂的混合溶液；步骤三：调节步骤二中得到的混合溶液的pH至4.3～10.3，优选为4.3～6.5，得到预处理混合液；步骤四：将预处理混合液中的含铁黏土分离、回收。优选地，所述的单过硫酸盐为过一硫酸钾、过一硫酸钠以及一硫酸铵三种单过硫酸盐中的一种或以上。优选地，所述的还原性含铁黏土为还原性含铁蒙脱土，组成成分为包括绿脱石以及蒙脱石在内的2:1型层状硅酸盐矿物，其中铁元素含量为0.12～25％。优选地，步骤一中，还原性含铁黏土与含目标污染物的废水混合，在常温常压下，搅拌混匀，转速为120～180r/min；其中，所述的还原性含铁黏土的添加浓度为1～8g/L，优选为2g/L。优选地，步骤二中，单过硫酸盐所述的添加浓度为0.5～4mM，优选为2mM。优选地，步骤三中，利用浓度为0.1～0.5M的HClO4或NaOH或者缓冲液来调节混合溶液的pH。优选地，步骤四中，将预处理混合液自然静置，待含铁黏土沉降，取下层沉积相，通过离心或者过滤的方式回收含铁黏土，用乙醇和去离子水进行洗涤，洗涤完成后进行真空干燥，得到回收后的含铁黏土。优选地，为了能够去掉氧化铁等杂质，进而提高含铁黏土原料的纯净度，获得均一化的黏土。所述的含铁黏土为依次经过研磨、过筛后，制备黏土分散液，然后从黏土分散液的上清液中提纯，而制备得到的粒径小于0.5μm的含铁黏土。优选地，所述的还原性含铁黏土利用以含铁蒙脱土为原料，利用还原法制备得到，具体步骤如下：(1)将含铁黏土磨细后过筛，将过筛后得到的含铁黏土加入到浓度为0.5～1M的钠离子或者钾离子溶液中，搅拌6h，得到分散均匀的黏土分散液；所述筛孔数目为60～200目；(2)将步骤(1)中的黏土分散液，离心，收集上层清液；将离心分离出的黏土，再次反复洗涤，离心，收集上层清液；所述的离心力为(400～600)*g；(3)向步骤(2)中得到上层清液中加入钾离子或者钠离子溶液，进行絮凝沉淀，离心分离出絮凝沉淀物；(4)将步骤(3)中得到的絮凝沉淀物冷冻干燥，得到小粒径含铁黏土，收集后避光保存备用，所述含铁黏土的粒径小于0.5μm；(5)取步骤(4)中制备的小粒径含铁黏土，与Na2S2O4在盐水瓶内混匀，然后加入10～25mL缓冲液及30～40mL超纯水。密封后在60～70℃水浴中加热4h，结束后用0.1～0.5MNaClO4洗涤；所述的小粒径含铁黏土与Na2S2O4的添加质量比为5：(1～15)；(6)将制备得到的还原性含铁黏土厌氧保存。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用单过硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：利用含晶格铁的还原性含铁黏土来活化单过硫酸盐进行有机废水的处理；所述的还原性含铁黏土以天然含铁黏土为原料，经还原法制备得到；所述晶格铁的还原率为17.2～74.2％。

【技术特征摘要】
1.一种利用单过硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：利用含晶格铁的还原性含铁黏土来活化单过硫酸盐进行有机废水的处理；所述的还原性含铁黏土以天然含铁黏土为原料，经还原法制备得到；所述晶格铁的还原率为17.2～74.2％。2.根据权利要求1所述的利用单过硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：以Na2S2O4为还原剂对天然含铁黏土进行还原，制备得到还原性含铁黏土；所述的含铁黏土与Na2S2O4的添加质量比为5：(1～15)。3.根据权利要求1或2所述的利用单过硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：将还原性含铁黏土加入到含目标污染物的废水中得混合液；步骤二：将单过硫酸盐加入到步骤一的混合液中，控制反应时间为15～300s，得到含有活化剂及氧化剂的混合溶液；步骤三：调节步骤二中得到的混合溶液的pH至4.3～10.3，得到预处理混合液；步骤四：将预处理混合液中的含铁黏土分离、回收。4.根据权利要求3所述的利用单过硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述的单过硫酸盐为过一硫酸钾、过一硫酸钠和一硫酸铵中的一种或以上；所述的含铁黏土类型为包括绿脱石以及蒙脱石在内的2:1型层状硅酸盐矿物，其中铁元素含量为0.12～25％。5.根据权利要求3所述的利用单过硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：步骤一中，还原性含铁黏土与含目标污染物的废水混合在常温常压下进行，搅拌混匀，转速为120～180r/min；其中，所述的还原性含铁黏土的添加浓度为1～8g/L。6.根据权利要求3所述的利用单过硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：步骤二中，所述的单过硫酸盐的添加浓度为0.5～4mM。7.根据权利要求3所述的利用单过硫酸盐处理有机废水的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宁，方国东，朱长银，周东美，
申请(专利权)人：江苏洁壤环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32