申请日2016.12.27
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号C02F1/72; B01J27/128; C02F101/30
摘要
本发明提供了利用氧基氯化铁催化活化过二硫酸盐处理有机废水的方法，所述方法包括如下步骤：在有机废水中加入氧基氯化铁，吸附反应后得到混合物;在所述混合物中加入过二硫酸盐，所述过二硫酸盐被氧基氯化铁催化活化产生硫酸根自由基以降解有机废水。本发明方法采用过二硫酸盐作为氧化剂，并利用氧基氯化铁催化剂高效催化活化过二硫酸盐产生硫酸根自由基SO4·–，硫酸根自由基具有较高的氧化还原能力，在水溶液中存在寿命较长，衰减时间4s、氧化剂本身稳定性好，可使得多数有机污染物都能够被完全降解;而且氧基氯化铁的性能稳定，同时本发明也提供了一种关于过二硫酸盐治理污染废水的新思路。
摘要附图
权利要求书
1.利用氧基氯化铁催化活化过二硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
在有机废水中加入氧基氯化铁，吸附反应后得到混合物;
在所述混合物中加入过二硫酸盐，所述过二硫酸盐被氧基氯化铁催化活化产生硫酸根自由基以降解有机废水。
2.根据权利要求1所述的利用氧基氯化铁催化活化过二硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述过二硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵。
3.根据权利要求1所述的利用氧基氯化铁催化活化过二硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述有机废水中包含蒽醌类、醌亚胺类、氧杂蒽类以及偶氮类的有机污染物中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的利用氧基氯化铁催化活化过二硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述反应体系中，所述氧基氯化铁与有机污染物的浓度比为5-50，所述过二硫酸盐与有机污染物的浓度比为1-10。
5.根据权利要求1所述的利用氧基氯化铁催化活化过二硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述有机废水的pH值为0-12。
6.根据权利要求1所述的利用氧基氯化铁催化活化过二硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述氧基氯化铁是以无水氯化铁为原料通过部分热分解法或以无水氯化铁和三氧化二铁为原料通过气相迁移法制备而成。
7.根据权利要求6所述的利用氧基氯化铁催化活化过二硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述部分热分解法包括如下步骤：
将无水氯化铁研磨至粉末后煅烧;
煅烧后所得产物经清洗后去除未反应的氯化铁;
干燥过夜直至烘干，得到氧基氯化铁。
8.根据权利要求7所述的利用氧基氯化铁催化活化过二硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述部分热分解法还包括：研磨所述氧基氯化铁。
9.根据权利要求1所述的利用氧基氯化铁催化活化过二硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述部分热分解法制备过程中锻烧温度为150-350℃。
10.根据权利要求9所述的利用氧基氯化铁催化活化过二硫酸盐处理有机废水的方法，其特征在于：所述部分热分解法制备过程中锻烧温度为250℃。
说明书
利用氧基氯化铁催化活化过二硫酸盐处理有机废水的方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，尤其涉及利用氧基氯化铁催化活化过二硫酸盐处理有机废水的方法。
背景技术
随着经济的快速发展和社会的不断进步，人类赖以生存的生态环境日益受到严重的污染和破坏。大量有毒、有害和难降解污染物(如染料、农药、除草剂、抗生素、防腐剂、洗涤剂、杀虫剂、消毒剂等)进入环境体系，使得水体遭受严重污染。根据国家环保部门发布的中国环境质量公告，已有436条河流受到不同程度的污染，占调查总数的82%。到2011年为止，全国各大江均受到不同程度的污染，并呈加重趋势，工业发达城市镇附近水域的污染尤为突出。对人类健康和整个生态系统的平衡造成了严重的危害，人类社会的可持续发展面临着严峻的挑战。
对于有毒、有害和难降解的有机污染废水，由于部分物理化学性质稳定物质的存在，传统废水处理技术例如：物理法、化学氧化法、化学电解法、物理化学法、生物法等均难以达到处理的要求，使得只有使用具有强大氧化能力的氧化剂，才能彻底降解污染物，因而促进了高级氧化技术的发展。高级氧化技术(AOPs)因为其具有将有机或者无机污染物质直接矿化或者通过氧化提高污水的可生化性，适用范围广、氧化能力强、反应速率快等特点，已经发展成为处理工业废水中难降解有机物的成熟技术。传统的AOPs是以羟基自由基(.OH，E0=1.8v-2.7v)来降解污染物质。羟基自由基能够迅速而且无选择性的降解大部分有机污染物，但其需要在酸性条件下来氧化污染物，并且在水溶液中寿命较短(寿命小于1μs)，在应用中受水体基质(碳酸盐、碳酸氢盐、天然有机物等)影响较大。
发明内容
针对背景技术中的上述问题，本发明的主要目的在于提供利用氧基氯化铁催化活化过二硫酸盐处理有机废水的方法，以氧基氯化铁(FeOCl)为催化剂，以过二硫酸盐为氧化剂，本发明方法降解有机废水中污染物的效果显著，而且氧基氯化铁的性能稳定。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：利用氧基氯化铁催化活化过二硫酸盐处理有机废水的方法，所述方法包括如下步骤：
在有机废水中加入氧基氯化铁，吸附反应后得到混合物;
在所述混合物中加入过二硫酸盐，所述过二硫酸盐被氧基氯化铁催化活化产生硫酸根自由基以降解有机废水。
作为进一步的优选，所述过二硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵。
作为进一步的优选，所述有机废水中包含蒽醌类、醌亚胺类、氧杂蒽类以及偶氮类的有机污染物中的一种或多种。
作为进一步的优选，所述有机污染物选自活性艳蓝、亚甲基蓝、罗丹明B、活性艳红以及甲基橙。
作为进一步的优选，所述反应体系中，所述氧基氯化铁与有机污染物的浓度比为5-50，所述过二硫酸盐与有机污染物的浓度比为1-10。
作为进一步的优选，所述有机废水的pH值为0-12。
作为进一步的优选，所述氧基氯化铁是以无水氯化铁为原料并通过部分热分解法或气相迁移法制备而成。
作为进一步的优选，所述部分热分解法包括如下步骤：
将无水氯化铁研磨至粉末后煅烧;
煅烧后所得产物经清洗后去除未反应的氯化铁;
干燥过夜直至烘干，得到氧基氯化铁。
作为进一步的优选，所述部分热分解法还包括：研磨所述氧基氯化铁。
作为进一步的优选，所述部分热分解法制备过程中锻烧温度为150-350℃。
作为进一步的优选，所述部分热分解法制备过程中锻烧温度为250℃。
本发明的有益效果是：
(1)本发明方法采用过二硫酸盐作为氧化剂，并利用氧基氯化铁催化剂来催化活化过二硫酸盐，因此能够高效活化过二硫酸盐产生硫酸根自由基SO4·–，硫酸根自由基是一种高级氧化反应过程中的中间物态，具有较高的氧化还原能力，在水溶液中存在寿命较长，衰减时间4s、氧化剂本身稳定性好，可使得多数有机污染物都能够被完全降解;而且氧基氯化铁的性能稳定，同时本发明也提供了一种关于过二硫酸盐治理污染废水的新思路。
(2)本发明催化氧化反应体系(氧基氯化铁/过二硫酸盐)产生的SO4·-具有比·OH更高的氧化还原电位，可降解·OH不能处理的有机物。
(3)本发明氧基氯化铁催化剂对过二硫酸盐的活化效果非常突出，且没有毒性、高效、稳定以及可重复利用。
(4)本发明实现了在多种pH值情况下废水的稳定处理，在酸性、中性和碱性条件下，废水中的有机污染物降解效率均较高，因而不需要另外调节废水pH值，节省了大量的处理成本。