[发明专利]一种快速降解亚硒酸盐的方法

说明书

技术领域：

本发明属于水处理技术领域，涉及一种水和废水处理方法，具体涉及一种快速降解亚硒酸盐的方法。

背景技术：

随着工业化的发展，硒污染水体的现象呈现越来越严重的态势。我国目前现已发现了两大天然富硒区，一个是湖北省的恩施州，另一个是陕西省的紫阳县，特别是湖北恩施鱼塘坝地区有着全球唯一的独立成矿的硒矿床。因此，在恩施地区和紫阳县地区硒污染事件较多，其中在恩施鱼塘坝地区硒中毒的现象最为显著。在我国，地下水中硒含量为0.06~400 μg•L^-1，个别地区可以达到6000 μg•L^-1。我国、美国及加拿大等国家规定饮用水中的硒的含量不得超过10 μg•L^-1。自然水体中的硒主要以硒酸根(SeO₄^2-, Se(VI))和亚硒酸根(SeO₃^2-, Se(IV))这两种无机离子的形式存在，其中Se(IV)的毒性比Se(VI)高出10倍，因此，研发经济有效的亚硒酸盐去除技术势在必行。

目前去除水中的亚硒酸盐污染的常用方法包括离子交换法、共沉淀法、吸附法、生物还原法、非生物还原法、反渗透法等。但都存在去除效率较慢的问题。零价铁具有价格低廉、安全易得、对环境不会产生二次污染并且能够处理多种有毒有害污染物的优点，因而在水处理领域越来越受到重视。尽管零价铁技术已得到比较广泛的应用，但也存在着突出的缺点。比如零价铁在制备的过程中，由于空气氧化一般表面都会覆盖一层钝化膜。而钝化膜会覆盖住零价铁表面的活性点位，降低电子从零价铁传递到污染物的速率。由于钝化膜的成分和厚度不同，对电子传递阻力的增加程度不同，零价铁的反应活性降低程度也不同。已有研究者证实厚厚的钝化膜会降低零价铁的反应活性甚至会使零价铁的反应活性完全消失。零价铁的钝化膜问题已成为推动零价铁技术应用的一个重要障碍和限制零价铁渗透反应墙技术可持续应用的瓶颈。如何有效的缓解零价铁的钝化和提高已钝化零价铁的反应活性已成为目前研究的焦点。专利 20120318103.3公开了一种用弱磁场来强化零价铁去除硒污染的方法，该方法提出了弱磁场去钝化的方法，但是存在磁场添加困难的问题。

发明内容：

为了克服零价铁表面钝化膜带来的去除污染物较慢的难题，同时提高毒性较强的亚硒酸盐污染去除难题。本发明的目的在于提供一种快速降解亚硒酸盐的方法。

本发明采取的技术方案如下：

一种快速降解亚硒酸盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）室温下，向500 mL三口烧瓶中加入150 mL蒸馏水，机械搅拌器搅拌，控制转速为50-200 r/min，全程曝氮气控制溶解氧为0，然后加入5g 1-30微米零价铁颗粒；随后加入称量好的硫酸亚铁固体粉末搅拌，10分钟后逐滴加入硫化钠溶液，控制硫酸亚铁和硫化钠中Fe²⁺和S^2-的摩尔比为1：1，滴加完后继续无氧反应1h，真空抽滤，60度蒸空干燥即得改性零价铁产物；

（2）在500mL完全混合反应器中加入合成的改性零价铁材料0.5g/L并搅拌，转速100-500 r/min，温度5-30℃，加入亚硒酸废水，用乙酸和乙酸钠缓冲溶液控制pH＝3～10，反应0.1-3.0小时即可去除亚硒酸盐。

本发明进一步的设置如下：

本发明所述改性零价铁中改性前的零价铁粉为微米级零价铁，粒径为1-30微米，优选1微米。

本发明所述改性零价铁制备过程在室温下进行，并且无需控制反应的pH。

本发明所述改性零价铁制备过程需进行搅拌，搅拌速度为50-200 r/min，优选200 r/min。

本发明所述改性零价铁制备过程需全程控制溶解氧的浓度为0 mg/L。

本发明所述改性零价铁制备过程控制硫酸亚铁和硫化钠中Fe²⁺和S^2-的摩尔比为1：1。并且严格控制硫化钠滴加速度为逐滴加入。

本发明所述改性零价铁制备过程滴加完硫化钠后反应时间为1小时。

本发明所述改性零价铁制备过程需60度真空干燥。

本发明所述制备的改性零价铁中S：Fe的摩尔比为0.02-0.2。

本发明所述的改性零价铁去除亚硒酸废水的投加量为0.1-10.0 g/L，优选0.5 g/L。

本发明所的改性零价铁去除亚硒酸废水中硒的浓度范围为0.02-40 mg/L。