申请日2016.10.11
公开(公告)日2017.01.18
IPC分类号C02F1/32; C02F1/72; C02F101/34
摘要
本发明公开了一种利用Mn2+强化紫外光降解酚类废水的方法，其特征在于所述方法为：将含酚废水与Mn2+混合，调节pH值至4～9，在200～400nm条件下紫外照射至酚类物质降解完全;所述的Mn2+添加终浓度为0.05～0.20mM。本发明发挥了紫外氧化降解有机物高效且非特异性降解的优势，利用Mn2+强化紫外光降解酚类有机污染物，提高了自由基或单重态氧等中间体的利用率，具有操作简单，反应速率快，且降解彻底，无二次污染，安全可靠等特点。
权利要求书
1.一种利用Mn2+强化紫外光降解酚类废水的方法，其特征在于所述方法为：将含酚废水与Mn2+混合，调节pH值至4～9，在200～400nm条件下紫外照射至酚类物质降解完全;所述的Mn2+添加终浓度为0.05～0.20mM。
2.如权利要求1所述利用Mn2+强化紫外光降解酚类废水的方法，其特征在于：所述紫外照射的波长为200～400nm。
3.如权利要求1所述利用Mn2+强化紫外光降解酚类废水的方法，其特征在于：所述紫外照射的时间为35～45h。
4.如权利要求1所述利用Mn2+强化紫外光降解酚类废水的方法，其特征在于：所述Mn2+添加终浓度为0.1mM。
5.如权利要求1所述利用Mn2+强化紫外光降解酚类废水的方法，其特征在于：所述含酚废水为100ppm酚类有机物水溶液。
6.如权利要求5所述利用Mn2+强化紫外光降解酚类废水的方法，其特征在于：所述酚类有机物为苯酚，邻苯二酚，对苯二酚和间苯三酚中的一种或多种。
说明书
一种利用Mn2+强化紫外光降解酚类有机污染废水的方法
(一)技术领域
本发明属于环保领域中的有关水体中酚类有机污染物处理技术领域，具体涉及一种利用Mn2+强化紫外光降解废水中酚类有机污染物的处理方法。
(二)背景技术
酚类化合物是指芳香烃中苯环上的氢原子被羟基取代所生成的化合物，根据其分子所含的羟基数目可分为一元酚、二元酚和多元酚;酚类化合物的水溶性随着羟基数目的增加而增大，由于可形成分子间氢键，多数酚类化合物具有较高的沸点，难于挥发，可在土壤、水等环境中长期存在。
随着全球经济的快速发展，越来越多的酚类化合物被广泛应用于各行各业。目前，自然界存在的酚类化合物多达2000余种。在酚类化合物的合成、提取和使用过程中，部分酚类化合物被释放到环境中，引起环境污染。因此含酚废水已成为当今世界上危害大、污染范围广的工业废水之一，是环境中水污染的重要来源。这些废水若不经过处理而直接排放，可污染大气、江河、海洋、地下水、土壤和食品，给地球上生物的生存造成极大的影响。环境中的酚类污染物既可以直接危害人类健康，也可以间接通过食物链危害人类健康。当酚类污染物在人体内富集到一定量时，这种危害作用就会体现出来。酚类化合物是原型质毒物，与细胞原浆中蛋白质接触时，可发生化学反应，形成不溶性蛋白质而使细胞失去活力。酚类污染物对人体的危害有：影响人类的生殖功能，导致不孕不育;影响免疫系统，导致人类免疫系统失调，癌症发病率上升;通过母体或母乳把酚类污染物及其代谢物传给下一代，使婴幼儿神经发育或觉醒反应不正常;影响内分泌系统，干扰垂体激素、甲状腺素等的产生和释放，从而影响人体生长发育。酚类污染物还可以影响神经系统，使神经受损，出现记忆力和注意力下降。
酚类物污染物的处理方法仍然是现今学者的研究热点，其方法主要有物理法，化学法和生物法。物理法包括吸附法、萃取、超生降解、沉淀和膜分离技术等。化学方法包括化学氧化、Fenton试剂法、湿式催化氧化法、光催化氧化法、电化学法、焚烧法等。物理法常常需要结合生物毒性测试，化学法产物运行处理费用较高，不适合大规模工程应用，且产物可能更具内分泌干扰性或毒性，生物降解耗时较长，占地面积大，产生污泥量大且去除率不高。物理吸附和混凝沉淀法成本较高，处理不完全，常用作前处理，而萃取法和高级氧化技术操作比较复杂，又存在二次污染问题。因此研究和开发高效、无污染、低成本的处理方法是十分必要的。
光化学反应主要是通过分子间的化学反应、化合物的异构化或化学键的断裂、重排等途径产生新的化合物，从而降低或消除各种有机物对环境造成的污染。其中紫外光氧化技术是一种可以有效降解有机化合物的高级氧化技术，许多化合物都可以在紫外光照射下或通过紫外光照射与氧化剂联合作用使其降解。利用Mn2+强化紫外光降解废水中酚类有机污染物，提高了自由基或单重态氧等中间体的利用率，具有操作简单，反应速率快，且降解彻底，无二次污染，安全可靠等特点。
(三)发明内容
本发明针对目前酚类有机污染物过程中存在的许多问题，提供了一种简单易行、快速、高效、无二次污染的利用Mn2+强化紫外光降解废水中酚类有机污染物的方法。
本发明采用的技术方案是：
本发明提供一种利用Mn2+强化紫外光降解酚类废水的方法，所述方法为：将含酚废水与Mn2+混合，调节pH值至4～9，在200～400nm条件下紫外照射至酚类物质降解完全;所述的Mn2+添加终浓度为0.05～0.20mM。
进一步，所述的紫外照射的波长为200～400nm，其中紫外照射波长优选为300nm。
进一步，所述的紫外照射的时间为35～45h。
进一步，所述的Mn2+终浓度优选为0.1mM。
进一步，所述含酚废水为模拟酚类废水，除特别说明外均为100ppm酚类有机物水溶液。
进一步，所述酚类有机物为苯酚，邻苯二酚，对苯二酚和间苯三酚中的一种或多种。
本发明方法在紫外光照射的作用下，废水中发生一系列的次级光化学反应，生成各种自由基或单重态氧等中间体，Mn2+在这些中间体的作用下会被氧化成Mn3+，在氧化还原反应的作用下，酚类污染物被降解去除，而反应生成的Mn2+在又能重新参与反应，从而使反应能持续进行。该方法的具体步骤如下：
1)进水：难降解酚类污染物有机废水通过进水管进入紫外光反应器，调节水样pH微偏碱性，按照废水总体积，添加二价锰离子。
2)紫外氧化：将进入紫外光反应器的废水和二价锰离子的充分混合，紫外照射，使废水中的难降解酚类有机污染物在紫外照射和Mn2+的共同作用下降解。
3)检测：定时取水样，水样离心，转速5000rpm，时间10min，取离心后上清液经0.45um微孔滤膜过滤，采用高效液相色谱检测。
与现有技术相比，本发明有益效果主要体现在：本发明所述苯酚污染废水去除中，废水pH为6.89，Mn2+添加量按废水体积加入，其中Mn2+添加终浓度为0.1mM，在反应35h后，Mn2+强化紫外光降解苯酚的降解率达到79.47%。