一种同步去除水体中重金属和有机污染物的方法技术

本发明专利技术提供了一种同步去除水体中重金属和有机污染物的方法，属于水环境污染物去除技术领域。本发明专利技术的目的是要解决现阶段高级氧化工艺仅针对水体中有机污染物的降解，而无法同时实现水体中共存的重金属离子的去除问题。本发明专利技术通过零价铁粉耦合双氧水的类芬顿体系，可同步实现水中有机污染物的氧化降解以及水体中重金属离子的还原去除。其步骤包括：1、加入零价铁粉，调节pH；2、加入双氧水并搅拌，得到去除有机污染物和重金属离子的水。使用本发明专利技术的方法，能够实现水中90％～99％的有机污染物以及40％

【技术实现步骤摘要】
一种同步去除水体中重金属和有机污染物的方法


[0001]本专利技术涉及水环境污染物去除
，具体涉及一种同步去除水体中重金属和有机污染物的方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着工业的快速全面发展，大量工业废水进入到水环境中。工业废水不仅含有Pb
2+
、Cu
2+
、Co
2+
、As
3+
和Cr
6+
等多种重金属，还含有多种毒性较大的有机污染物。水体中的重金属离子生物毒性比较显著，且难以被生物降解，还可通过食物链进行生物富集，最终进入人体。进入人体内的重金属能够与人体内能的蛋白质、酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中积累，造成慢性中毒，严重威胁生态环境和人体健康。此外，水环境中的有机污染物也会通过干扰内分泌功能、影响器官的正常发育、破坏人体细胞内部结构，进而严重影响人体健康。因此，对于含有重金属离子和有机污染物的工业废水的处理问题备受关注。
[0003]目前关于水体中重金属离子的去除方法较多，包含化学沉淀、离子交换、电解、吸附和光催化还原等，和水体中有机污染物的去除方法包括生物法、电化学氧化法、物理吸附法和膜处理工艺等等。虽然这些处理工艺对于单一的重金属离子或者有机污染物能够有较好的处理效果，但是有机污染物和重金属的同时去除却很少受到关注。能够开发同时解决工业废水中的有机污染物和重金属离子的处理工艺尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术提供了一种同步去除水体中重金属和有机污染物的方法。
[0006]本专利技术提供了一种同步去除水体中重金属和有机污染物的方法，一种同步去除水体中重金属和有机污染物的方法按以下步骤完成：
[0007]一、将零价铁粉与含有有机污染物和重金属离子的预处理水混合，调节pH然后调节混合液的pH值至2.0～6.0，得到pH值为2.0～6.0的混合液；
[0008]二、将双氧水加入到pH值为2.0～6.0的混合液中，在搅拌条件下进行反应，去除污水中的有机污染物和重金属离子，得到去除有机污染物和重金属离子的水。
[0009]本专利技术的原理如下：
[0010]①
零价铁粉还原重金属离子；
[0011]Fe0+M
n+
→
Fe
2+
+M
(n
‑
2)+
ꢀꢀꢀ
(1)
[0012]Fe0+2H
+
→
Fe
2+
+H2ꢀꢀꢀ
(2)
[0013]Fe0+O2+2H
+
→
Fe
2+
+H2O2ꢀꢀꢀ
(3)
[0014]②
二价铁离子与双氧水芬顿反应；
[0015]Fe2++H2O2→
Fe
3+
+
·
OH+OH
‑
ꢀꢀꢀ
(4)
[0016][0017]③
三价铁离子的水解、絮凝沉淀作用；
[0018]Fe
3+
+3H2O
→
Fe(OH)3+H
+
ꢀꢀꢀ
(6)
[0019]根据本专利技术上述技术方案的同步去除水体中重金属和有机污染物的方法，还可以具有以下附加技术特征：
[0020]优选地，步骤一中所述的有机污染物为四环素类抗生素、中雌酮、雌二醇、氟喹诺酮类抗生素、磺胺类抗生素、甲硝唑、苯酚、2，4
‑
二氯酚、双酚A、双酚AF、雌二醇、罗丹明B、2，4，6
‑
三氯酚、邻苯二甲酸酯、雌酮、亚甲基蓝、金橙II、己烯雌酚、雌三醇、壬基酚和双酚A、双酚S、双酚AF中的一种或几种混合物。
[0021]优选地，步骤一中所述的重金属离子为Cu
2+
、Ag
+
、Pb
2+
、Hg
2+
、Ni
2+
、Cd
2+
和Cr
6+
中的一种或几种混合物。
[0022]优选地，步骤一中所述的预处理水中有机污染物的浓度为5μmol/L
‑
100μmol/L。
[0023]优选地，步骤一中所述重金属离子的浓度为10μmol/L
‑
500mol/L。
[0024]优选地，步骤一中所述1.0mol/L氢氧化钠和0.1mol/L硫酸溶液调节水样初始pH为2.0～5.0。
[0025]优选地，步骤二中所述的双氧水的浓度为0.1mmol/L
‑
10mmol/L。
[0026]优选地，步骤二中所述的搅拌速度为150r/min～200r/min。
[0027]优选地，步骤二中所述的反应的时间为30min～60min。
[0028]优选地，步骤二中所述的有机污染物的去除率为90％～99％；以及
[0029]步骤二中所述的重金属离子的去除率为40％～80％；以及
[0030]步骤二中采用孔径为0.22μm的滤头过滤1mL去除有机污染物和重金属离子的水，再加入10μL浓度为1mol/L的硫代硫酸钠终止反应，得到待测样品；采用紫外分光光度计和原子吸收光谱仪进行测定，通过标准曲线测定对目标有机污染物和重金属离子的浓度，通过反应前后的浓度变化计算在不同反应时间和反应条件下有机污染物和重金属离子的去除率。
[0031]本专利技术中首先利用零价铁粉的还原作用先将重金属离子进行还原去除；与此同时生成的二价铁离子与双氧水发生芬顿反应，产生强氧化性的羟基自由基，羟基自由基会通过攻击有机污染物分子结构，从而实现有机污染物的氧化降解；芬顿反应生成的三价铁离子也能通过水解作用生成氢氧化铁，进一步发生絮凝沉淀将还原的重金属离子进行沉淀去除。
[0032]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0033]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0034]图1是亚甲基蓝在ZVI/H2O2‑
Cu
2+
体系、ZVI
‑
Cu
2+
体系、ZVI/H2O2体系和ZVI体系的降解对比。
[0035]图2是二价铜离子在ZVI/H2O2‑
Cu
2+
体系和ZVI
‑
Cu
2+
体系的降解对比。
具体实施方式
[0036]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同步去除水体中重金属和有机污染物的方法，其特征在于，一种同步去除水体中重金属和有机污染物的方法按以下步骤完成：一、将零价铁粉与含有有机污染物和重金属离子的预处理水混合，调节pH然后调节混合液的pH值至2.0～6.0，得到pH值为2.0～6.0的混合液；二、将双氧水加入到pH值为2.0～6.0的混合液中，在搅拌条件下进行反应，去除污水中的有机污染物和重金属离子，得到去除有机污染物和重金属离子的水。2.根据权利要求1所述的一种同步去除水体中重金属和有机污染物的方法，其特征在于，步骤一中所述的有机污染物为四环素类抗生素、中雌酮、雌二醇、氟喹诺酮类抗生素、磺胺类抗生素、甲硝唑、苯酚、2，4
‑
二氯酚、双酚A、双酚AF、雌二醇、罗丹明B、2，4，6
‑
三氯酚、邻苯二甲酸酯、雌酮、亚甲基蓝、金橙II、己烯雌酚、雌三醇、壬基酚和双酚A、双酚S、双酚AF中的一种或几种混合物。3.根据权利要求1所述的一种同步去除水体中重金属和有机污染物的方法，其特征在于，步骤一中所述的重金属离子为Cu
2+
、Ag
+
、Pb
2+
、Hg
2+
、Ni
2+
、Cd
2+
和Cr
6+
中的一种或几种混合物。4.根据权利要求1所述的一种同步去除水体中重金属和有机污染物的方法，其特征在于，步骤一中所述的预处理水中有机污染物的浓度为5μmol/L
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，杨汉林，朱发东，周吉日，杨凯，
申请(专利权)人：中国五冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：