[发明专利]一种利用铁硫负载多壁碳纳米管强化过硫酸盐去除水中酚类物质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理的方法。

背景技术

酚类化合物（phenolic compound）是芳烃的含羟基衍生物，具有特殊的芳香气味，均呈弱酸性，在环境中易被氧化。酚类化合物的毒性以苯酚为最大，通常含酚废水中又以苯酚和甲酚的含量最高。目前环境监测常以苯酚和甲酚等挥发性酚作为污染指标。自20世纪30年代以来，酚类化合物被广泛用于防腐剂、杀菌剂和除草剂等，在许多工业化国家的生产规模非常庞大。工业生产中排放的酚类化合物进入到自然环境中，对土壤、河流等造成污染，导致生态系统的失衡和自然环境的破坏。

环境中被酚污染的水，被人体吸收后，通过体内解毒功能，可使其大部分丧失毒性，并随尿排出体外，若进入人体内的量超过正常人体解毒功能时，超出部分可以蓄积在体内各脏器组织内，造成慢性中毒，出现不同程度的头昏、头痛、皮疹、皮肤搔痒、精神不安、贫血及各种神经系统症状和食欲不振、吞咽困难、流涎、呕吐和腹泻等慢性消化道症状。其中氯酚类物质可使细胞蛋白质发生变异、沉淀，造成细胞损伤，对于生物个体有严重的危害，且还能强烈刺激生物个体的眼睛、皮肤等，对生物个体的粘膜和呼吸道也有较大的危害，吸入后可引起呼吸系统的病变，严重时可致死，属于致癌、致畸、致突变的物质。人类长期饮用被氯酚类物质污染的水，会在一定程度上危害人体的造血功能和神经系统，且具有生物累积性，可沿食物链传递和富集，从而加剧对环境安全和人体健康的危害。

目前，水中酚类物质的去除主要包括物理法、化学法、生物法等。物理法是指将污染物通过物理方式转移出受污染的水体，主要包括吸附法、萃取法及膜处理法等。吸附法是利用多孔材料吸附去除水中酚类物质，具有出水水质好、稳定的优点。但是，吸附饱和后的脱附技术尚未成熟，可能造成二次污染。萃取法是利用酚类物质在水及水不溶的萃取剂中溶解度的不同以提取污染物的方法，所以对萃取剂的要求较高。膜处理法是指在一定压力下，利用压差使污染物透过膜以达到分离作用。该技术占地少，少投入化学试剂，环境污染小，具有一定的优越性。化学法主要包括光催化、氧化降解等。光催化是在特定光源和催化剂的作用下分解酚类物质，具有高效、节能、清洁的优势。氧化降解是处理含氯酚废水的常用方法，可以达到彻底的去除效果。而生物法则主要是利用微生物的新陈代谢，通过其凝聚、吸附以及氧化分解等作用降解水中的酚类物质。

中国专利CN 101734801A和CN 103496792A分别涉及一种利用聚氨酯海绵固定白腐真菌和利用硫氢化钠促进黄孢原毛平革菌降解废水中酚类物质的方法，但仅适用于含较低浓度酚类物质的水处理，且需要筛选或驯化适用于降解的菌株。此外，其降解速率相对较慢。

发明内容

本发明的目的是要解决现有去除水中酚类物质的方法成本高，去除效果差等技术上的缺陷问题，而提供一种利用铁硫负载多壁碳纳米管强化过硫酸盐去除水中酚类物质的方法。

一种利用铁硫负载多壁碳纳米管强化过硫酸盐去除水中酚类物质的方法是按以下步骤完成的：

一、将过硫酸盐与预处理的水混合：将过硫酸盐与预处理的水混合，再在室温下和搅拌速度为150 r/min~200 r/min的条件下搅拌10 min~20 min，得到过硫酸盐和预处理的水的混合溶液；

步骤一中所述的过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钙中一种或其中几种的混合物；

步骤一中所述的预处理的水中酚类物质的浓度为0.02 mg/L~100 mg/L；

步骤一中所述的过硫酸盐的质量与预处理的水的质量比为1:(1000~10000)；

二、制备负载铁硫双相复合多壁碳纳米管：

①、将多壁碳纳米管加入浓度为0.1 g/L的Fe(NO₃)₃溶液中，在室温和搅拌速度为100 r/min~150 r/min的条件下磁力搅拌30 min~60 min后再静置60min~90min，得到多壁碳纳米管和硝酸铁的混合溶液；

步骤二①中所述的多壁碳纳米管的质量与浓度为0.1 g/L的Fe(NO₃)₃溶液的体积比为(0.001 g~1 g):1 mL；

步骤二①中所述的多壁碳纳米管内径为5 nm~200 nm，外径为10 nm~500 nm，长度为5μm ~100μm；

②、向多壁碳纳米管和硝酸铁的混合溶液中缓慢加入氨水，调节其pH值为9.5~10.5，得到碱性混合溶液；