[发明专利]一种水体中氯酚类污染物的去除方法

说明书

技术领域

本发明属一种水体中氯酚类污染物的去除方法。

背景技术

氯酚类化合物是一种重要的工业原料，其反应过程的中间产物以及不完全反应的氯酚类化合物及被大量排放到环境水体中，产生氯酚类有毒废水。而环境中残留的氯酚类物质可导致癌变、畸变和突变，是废水处理领域研究和关注的热点。由于氯酚类物质的结构包含芳环和氯代原子，氯原子的p电子能够与芳环上的π电子共轭形成疏电子环，疏电子环较难发生亲电反应，所以其具有较强的稳定性和抗降解性。寻求高效、彻底、经济的氯酚类去除方法具有重要的环境意义。

铁是自然界中广泛存在的物质，具有较高的反应活性，且环境友好。自从Gillham等提出零价铁可以用于地下水的原位修复以来，大量利用零价金属降解氯代有机物的研究广泛开展。零价铁去除氯酚类效率较差，现有的增强零价铁去除氯酚类的方法有多种：周涛等在零价铁体系中加入H₂O₂用来去除废水中对氯酚类物质，该法可以实现氯酚类物质的氧化脱氯及开环矿化，但是脱氯效果差，且H₂O₂的加入易带来二次污染；程荣等以KBH₄和FeSO₄作为前驱物，采用化学还原法制得纳米零价铁用于去除单氯酚(2-CP，3-CP，4-CP)，该法能够实现单氯酚的氧化降解，但脱氯效率差，而且使用纯化学物质制备纳米零价铁，导致其成本较高，有一定理论指导意义，但环境意义较小；童少平等利用铁粉还原镍离子，生成Ni-Fe二元金属用于对氯苯酚的还原脱氯研究，该法由于镍的加入能够使对氯苯酚快速脱氯降解，但原材料价位较高，不经济，且未研究其氧化降解路径。

零价铁中加入镍能够加速氯酚类物质的还原降解。目前用于水体氯酚类污染物去除的铁镍双金属是通过还原金属离子制得，铁镍矿产资源经开采提炼后重新用于催化剂制备，方法成本高。将开采后的铁镍矿产资源处理后直接用于污染物去除，还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低，活性高，降解效率高的水体中氯酚类污染物的去除方法。

本发明的具体技术方案如下：

(1)将干燥后的红土镍矿进行干式研磨，使矿粉粒度≤2mm；

(2)将矿粉置于反应器中加热还原磁化，使矿粉中非/弱磁性的Fe₂O₃、NiO还原为磁性的Fe₃O₄、Fe、Ni；

(3)还原磁化后的矿粉经湿式细磨、调浆后进入磁选机，在磁场下进行磁选，所得磁性矿物经脱水后即为铁镍双金属；

(4)将含氯酚类废水置于反应器中，投加制得的铁镍双金属，调节体系初始pH为4-6；

(5)向体系中通入空气，开始反应。

如上所述在步骤(1)中，所述的红土镍矿来源于中国甘肃、印度尼西亚、菲律宾、古巴和巴西，其初始镍含量为0.9-1.3wt％，初始铁含量为25.0-35.0wt％。干燥条件为：100～110℃，干燥6～8h。

如上所述在步骤(2)中，所述矿粉还原温度为800-1000℃，还原时间为120-180min，还原气空速120-160L/(g·h)。所述通入的还原性气体为发生炉煤气、焦炉煤气或其它富含H₂和CO的气体中的一种。

如上所述，在步骤(3)中，所述的磁选条件为磁场强度0.15-0.2T。

如上所述在步骤(4)中，废水中氯酚类物质的浓度为80-120mg/L，废水中氯酚类物质与铁镍双金属投加量的质量比为1:50-100。

如上所述在步骤(4)中使用盐酸、硝酸等酸性溶液调节体系初始pH；

如上所述在步骤(5)中，使用空气泵向体系中通入过量的空气，空气流速在100-200mL/min，体系反应温度为10-30℃，反应时间为4-8h。

反应过程中用注射器取样，样品经0.45um水系滤膜过滤后通过高效液相色谱及总有机碳测定仪分别测定体系氯酚类污染物的浓度及体系总有机碳的含量。

本发明公开了一种利用红土镍矿制备合成铁镍双金属，用于去除废水中氯酚类污染物的方法，与一般的氯酚类去除方法相比，本发明具有的实质性特点和进步在于：

1)本发明材料来源于红土镍矿，无需外加活性组分，原始材料廉价易得，铁镍双金属制备过程简单，易实现工业化。