一种利用热活化过硫酸盐去除水中2-氯苯酚的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用热活化过硫酸盐去除水中2

【技术实现步骤摘要】
一种利用热活化过硫酸盐去除水中2
‑
氯苯酚的方法


[0001]本专利技术涉及有机废水处理
，具体是涉及一种利用热活化过硫酸盐去除水中2
‑
氯苯酚的方法。

技术介绍

[0002]二氯苯酚是一种有毒、难降解的污染物，广泛存在于农药、染料和增塑剂等的生产废水中。美国、中国等国家已把其列入水中有害物质或优先污染物黑名单。因此，如何消除环境中氯酚类化合物的污染成为受到广泛重视的课题。目前，随着在环保以及可持续发展方面的要求不断提高，目前常见的氯酚类污染物去除方法大致可分为：物理方法、生物方法、化学方法三种。物理方法一般利用活性炭、壳聚糖、膨润土等吸附剂吸附。活性炭是一种非常好的吸附剂，制作简单原料广泛，曾有研究者利用稻草、废旧橡胶、煤、椰壳以及木头制成活性炭来吸附氯酚类污染物，取得了很好的效果。壳聚糖分子中含有游离氨基和羟基，且氨基可质子化形成阳离子，使得壳聚糖对阴离子及两性化合物具有较强的吸附能力。膨润土也被用于氯酚类有机物的吸附研究，生物方法则是通过筛选、驯化微生物来降解污染物，生物降解是污水处理中常用的处理方法，目前国内外研究者对生物降解氯酚类污染物也有一些研究，并取得了一定的成果。化学方法一般是采用还原或者氧化的方式来达到降解氯酚类化合物的目的。还原方法有零价铁(Fe)还原、超声波/零价铁体系还原等。氧化方法有fenton试剂氧化、超临界湿式氧化法、电化学氧化法等。
[0003]基于活化过硫酸盐的强氧化技术已经相对成熟，且在世界范围内得到广泛应用，但在应用过程中仍存在以下不足：1、废水温度对过硫酸盐的分解速率影响较大，影响废水净化效果；2、碱活化需要将pH稳定在最佳的碱性范围才最有利于氧化进行，但一般废水净化都需要修复后pH回落至中性，避免水体碱化，从而对实践操作时的碱的投加量要求较高；3、碱性pH可能会随反应的延续出现回落，需要及时补充加碱才能维持最佳的反应条件，否则就会降低氧化效率。

技术实现思路

[0004]针对上述存在的技术问题，本专利技术提供了一种高效、经济的利用热活化过硫酸盐去除水中2
‑
氯苯酚的方法。
[0005]本专利技术的技术方案为：一种利用热活化过硫酸盐去除水中2
‑
氯苯酚的方法，包括以下步骤：
[0006]S1、水质调节；
[0007]S1
‑
1、将含2
‑
氯苯酚废水通入预处理池中，按照1～3wt％的投加量向预处理池中投加絮凝剂，然后以1250～2500r/min的转速搅拌处理30～55min，最后对含2
‑
氯苯酚废水进行过滤处理，并通入调节池中；
[0008]S1
‑
2、向调节池中加入质量浓度为1.0mol/L的H2SO4溶液或NaOH溶液，调节过滤处理废水pH至3～10；最后调节废水中含盐量为1～3wt％；
[0009]S2、过硫酸盐热改性；
[0010]S2
‑
1、配制质量浓度为3～5mmol/L的过硫酸盐水溶液，然后向过硫酸盐水溶液中加入螯合剂，并在300～590kHz的超声频率下分散处理20～45min；得到预改性液；其中；螯合剂的投加量为0.2～0.5mg/L，螯合剂是由硫酸铜、氧化钙和氯化铁按照质量比1:2:1组成的混合物；
[0011]S2
‑
2、将粒径为0.5～0.8mm的粉末活性炭完全浸没水中，充分搅拌后得到混合浆料，然后向混合浆料中加入粉末活性炭体积45～65％的步骤S2
‑
1所得预改性液，控制反应体系温度为45～95℃，搅拌反应30～60min，反应完成后分离粉末活性炭，并置于63～78℃温度条件下烘干，得到改性过硫酸盐；
[0012]S3、2
‑
氯苯酚催化降解；
[0013]S3
‑
1、按照8～22mg/L的投加比例向调节池中加入步骤S2
‑
2所得改性过硫酸盐，然后通过管道向调节池中泵入高压水蒸汽，高压水蒸汽的压力为1.2～2.5MPa、温度为50～70℃，恒温反应40～80min后，得到初级净化废水；
[0014]S3
‑
2、利用粒度为150～320目的活性炭吸附柱对步骤S3
‑
1所得初级净化废水进行吸附净化，即可得到净化废水。
[0015]进一步地，步骤S1
‑
1中，含2
‑
氯苯酚废水通入预处理池后，首先向预处理池中加入H2O2，并搅拌均匀；其中，H2O2与污水的体积比为1:16～24，通过向预处理池中加入H2O2，能够对含2
‑
氯苯酚废水进行预氧化分解，显著降低废水中2
‑
氯苯酚的含量。
[0016]进一步地，步骤S2
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1进行之前，将过硫酸盐、磷化铁和去离子水按照质量比1:3:8混合均匀，然后在120～160kHz的频率下进行超声分散20～45min；得到混合溶液，通过将过硫酸盐、磷化铁和去离子水混合后超声分散处理，利用零价铁和超声波协同作用活化过硫酸盐产生过硫酸根自由基从而降解废水中2
‑
氯苯酚，以达到废水处理的作用。
[0017]进一步地，步骤S3
‑
1中，将改性过硫酸盐配制成质量浓度为4～7mmol/L的水溶液，然后以转盘雾化的方式喷入调节池中，然后利用15～25kV、10～20kHz的高频高压电场激发雾化后的水溶液产生等离子体；等离子体中携带了大量过硫酸根自由基、羟基自由基及高能电子，其具有极强的氧化能力，而通过射流式喷射搅拌器使污水与上述过硫酸根自由基、羟基自由基及高能电子充分接触反应，促进污水中2
‑
氯苯酚的降解。
[0018]进一步地，步骤S2
‑
1完成后，向预改性液中加入零价铁，零价铁为预改性液的体积的10～25wt％；零价铁来源于纳米零价铁或加工厂的铁废弃物；促进零价铁活化过硫酸盐产生的自由基直接氧化2
‑
氯苯酚，从而提供污水中2
‑
氯苯酚的降解速率，提高了过硫酸盐的活化速率。
[0019]进一步地，步骤S2
‑
1中，过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种；过硫酸盐热活化过程中产生的S2O
82
‑
自由基能够有效降解废水中的2
‑
氯苯酚。
[0020]进一步地，步骤S1
‑
1中，絮凝剂为聚丙烯酸钠和聚合氯化铝中的一种；利用絮凝剂能够使废水中的悬浮微粒失去稳定性，胶体物相互凝聚而形成絮凝体，并最终在重力作用下形成沉淀物而滤除，降低了废水后期处理的难度。
[0021]进一步地，步骤S3
‑
2完成后，首先利用ClO2对净化废水进行消毒处理，然后采用高效液相色谱串联质谱法对净化废水进行检测；通过对净化废水进行消毒处理以及检测，能够提高净化污水排放的安全性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用热活化过硫酸盐去除水中2
‑
氯苯酚的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、水质调节；S1
‑
1、将含2
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氯苯酚废水通入预处理池中，按照1～3wt％的投加量向所述预处理池中投加絮凝剂，然后以1250～2500r/min的转速搅拌处理30～55min，最后对含2
‑
氯苯酚废水进行过滤处理，并通入调节池中；S1
‑
2、向所述调节池中加入质量浓度为1.0mol/L的H2SO4溶液或NaOH溶液，调节过滤处理废水pH至3～10；最后调节废水中含盐量为1～3wt％；S2、过硫酸盐热改性；S2
‑
1、配制质量浓度为3～5mmol/L的过硫酸盐水溶液，然后向所述过硫酸盐水溶液中加入螯合剂，并在300～590kHz的超声频率下分散处理20～45min；得到预改性液；其中；所述螯合剂的投加量为0.2～0.5mg/L，螯合剂是由硫酸铜、氧化钙和氯化铁按照质量比1:2:1组成的混合物；S2
‑
2、将粒径为0.5～0.8mm的粉末活性炭完全浸没水中，充分搅拌后得到混合浆料，然后向所述混合浆料中加入粉末活性炭体积45～65％的步骤S2
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1所得预改性液，控制反应体系温度为45～95℃，搅拌反应30～60min，反应完成后分离粉末活性炭，并置于63～78℃温度条件下烘干，得到改性过硫酸盐；S3、2
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氯苯酚催化降解；S3
‑
1、按照8～22mg/L的投加比例向调节池中加入步骤S2
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2所得改性过硫酸盐，然后向调节池中泵入高压水蒸汽，所述高压水蒸汽的压力为1.2～2.5MPa、温度为50～70℃，恒温反应40～80min后，得到初级净化废水；S3
‑
2、利用粒度为150～320目的活性炭吸附柱对步骤S3
‑
1所得初级净化废水进行吸附净化，即可得到净化废水。2.根据权利要求1所述的一种利用热活化过硫酸盐去除水中2
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氯苯酚的方法，其特征在于，步骤S1
‑
1中，含2
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氯苯酚废水通入预处理池后，首先向预处理池中加入H2O2，并搅拌均匀；其中，所述H2O2与污水的体...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚，刘国强，孙丽，王荐，杜俊洋，彭立，李旭伟，
申请(专利权)人：生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：