[发明专利]活化过硫酸盐体系、降解污染物、应用

说明书

本发明提供了一种柠檬酸联合亚铁离子活化过硫酸盐体系及其深度降解污染物的方法、应用，该亚铁配位活化过硫酸盐体系要由还原性配位剂，Fe²⁺以及过硫酸盐组成，该过硫酸盐深度降解污染物的方法包括：(A)将亚铁配位活化过硫酸盐体系添加到待处理的有机污染物中，反应体系的pH值控制在2‑10之间；(B)15‑70℃处理5‑60min进行降解，即可。本发明的亚铁配位活化过硫酸盐形成复合的激活过硫酸盐体系，可以有效的Fe²⁺保护机制，以达到活化过硫酸盐的目的，不会造成过硫酸盐的无谓的消耗。

技术领域

本发明涉及污染物处理领域，具体而言，涉及一种柠檬酸联合亚铁离子活化过硫酸盐体系及其深度降解污染物的方法，应用。

背景技术

随着我国经济的快速发展和城市化，产生了严重的环境污染。近年来，环境治理日益受到关注，其中水体污染问题最为紧迫。水体中氮含量过高是当今环境治理的一大难题。氮元素的严重超标会使水体富营养化，导致藻类大量繁殖，使水中溶解氧含量降低，引起水生动物的大量死亡。此外，硝态氮对人也有潜在的影响，硝酸盐在人体内会被还原成亚硝酸盐，与胺类物质发生反应，生成强致癌物质N-亚硝基胺。硝酸盐还会破坏血红蛋白，生成高铁血红蛋白，使血红蛋白携带氧气的能力丧失，危害人类生命安全。

污水中的含氮化合物主要来自含氮工业废水，城市生活污水以及在农业灌溉中氮肥的淋失，水中氮素的存在形式多以硝态氮，铵态氮以及少量的亚硝态氮、有机氮形式存在，但有机氮水溶性相对较差且易被生物降解。因此，降低水体氮含量的重点在于对硝态氮和无机氨氮的降解。

目前降解含氮化合物的主要方法有：生物脱氮法：利用硝化细菌在有氧条件下将铵态氮转化为硝态氮，再利用反硝化细菌在厌氧条件将硝酸氮、亚硝酸氮还原为N₂。生物脱氮法过程绿色，降解效果较好，但条件要求严格，处理成本较高，对高电解质含量或BOD值低的体系效果很差；催化还原脱氮法：主要有光催化法，利用二氧化钛作为载体，在紫外光照下对硝态氮进行脱除；电催化法，通过外加电场对水中的硝态氮进行脱除，虽然催化还原法脱氮效果好，但在实际污水处理中无法实现催化还原法所要求的反应条件，难以达到理想的降解效果；最简便的方式为化学还原法，常采用活泼金属如Fe，Mg等，铁因为具有来源广泛、价格低廉、反应后生成的三价铁对环境没有毒害作用以及容易被还原剂再次还原利用等优点而备受青睐。但用铁还原硝态氮的体系受pH值影响很大，有报道指出，在pH值>4，Fe与硝酸根停止反应，且很容易生成铵根离子，不能实现真正意义上的硝态氮的去除。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种用于深度降解污染物(包括废水中的有机污染物，含氮污染物的降解)的还原性配位剂协同亚铁离子活化过硫酸盐反应体系，该体系主要由还原性配位剂，Fe²⁺以及过硫酸盐组成，以形成复合的激活过硫酸盐体系，可以有效的保护反应体系内的Fe²⁺，以达到持续活化过硫酸盐的目的，不会造成过硫酸盐的无谓的消耗。

本发明的第二目的在于提供一种上述亚铁配位体系活化过硫酸盐(还原性配位剂协同亚铁离子活化过硫酸盐)深度降解污染物的方法，该方法的理论依据如式(1)所示：

其中L为其他还原性配位剂，N为与Fe²⁺共存的杂金属离子。在没有L和N时，体系中Fe²⁺的有效浓度主要受Fe²⁺、CA用量，Fe²⁺:CA比值以及pH控制。

该方法中通过引进还原性配位剂，能够结合游离在溶液中的二价铁离子，从而适当降低反应中铁离子的浓度，并通过pH、配位剂用量以及配位剂：Fe^2+的配比来调控游离Fe²⁺浓度，从而控制硫酸根自由基的生成速率，使反应向着进攻污染物的方向进行，最大限度发挥药剂的效能，提高物污染物的去除效率。