[发明专利]一种利用纳米零价铁与高铁酸盐复合作用去除水中污染物的方法

说明书

一种利用纳米零价铁与高铁酸盐复合作用去除水中污染物的方法，本发明涉及一种水处理方法，它是解决高铁酸盐处理水中的污染物时去除效果差，总有机物去除效率低，药剂投量大的问题。水处理方法：一、向待处理水体中投纳米零价铁，得到含有纳米零价铁的水体；二、搅拌含有纳米零价铁的水体，同时加入高铁酸盐进行反应；三、待反应结束后，对处理后的水体过滤，完成水体中污染物的去除。本发明利用纳米零价铁与高铁酸盐复合作用可以使源水中典型有机污染物的去除率达80％以上，TOC去除率达60％以上，或使污水中COD含量降低60％～90％，或使铅、砷、铊、镉等重金属污染物的去除率达80％以上。

技术领域

本发明涉及一种水处理方法，具体涉及一种利用纳米零价铁与高铁酸盐复合作用去除水中污染物的方法。

背景技术

高铁酸盐与有机物反应时具有一定的选择性，在去除水体中的有机污染物时只能选择性地氧化部分有机污染物(如含硫含氮基团的有机物)，与苯甲酸、硝基酚等含有较饱和化学键的有机物的反应活性相对较差，因而存在持久性污染物去除率低，药剂投量高等问题。而且高铁酸盐氧化降解水体中的有机污染物时，能够有效地转化污染物的分子结构(降解为小分子或发生聚合反应生成大分子物质)并减小其生物毒性，但是其大部分的氧化产物仍然赋存于水体中。一方面，部分以小分子形式存在的氧化产物很容易被水体中微生物消耗利用，因此影响了水体的生物稳定性；另一方面，部分氧化产物有可能是消毒副产物的前驱物，因而水处理消毒过程中会导致大量消毒副产物的形成。因此，强化高铁酸盐的氧化效果并有效地去除水体中残留的有机物对水质和水质稳定性的提高有十分重要的意义。

纳米零价铁还原活性很强，化学性质不稳定，易被氧化。尽管纳米零价铁在环境污染物的去除方面取得了较好的效果，但主要通过表面反应行为途径来降解氯代有机污染物的纳米零价铁，其去除效率受零价铁传质能力的限制，液相中纳米铁与疏水性有机物的不同极性将导致零价铁与污染物间电子转移效率低而难以充分发挥作用。对于某些污染物，尤其是持久性有机污染物，单独使用纳米零价铁并不能得到满意的效果，甚至在降解过程中会转化为毒性更大的污染物。

发明内容

本发明的目的是解决高铁酸盐处理水中的污染物时去除效果差，总有机物去除效率低，药剂投量大的问题，而提供一种利用纳米零价铁与高铁酸盐复合作用去除水中污染物的方法。

本发明利用纳米零价铁与高铁酸盐复合作用去除水中污染物的方法按下列步骤实现：

一、向待处理水体中投纳米零价铁，得到含有纳米零价铁的水体；

二、(快速)搅拌含有纳米零价铁的水体，同时加入高铁酸盐进行反应；

三、待反应结束后，对处理后的水体过滤，完成水体中污染物的去除。

本发明利用纳米零价铁与高铁酸盐复合作用去除水中污染物的方法包括以下有益效果：

(1)高铁酸盐与纳米零价铁复合作用时会产生还原性的中间价态铁—二价铁，而高铁酸盐自分解及与还原剂反应后会产生过氧化氢，利用二价铁与过氧化氢的反应，系统内会产生反应活性更强的羟基自由基；

(2)高铁酸盐与纳米零价铁复合作用时会产生氧化性和反应活性更强的中间价态铁—四价和五价铁；

(3)高铁酸盐自分解及与还原剂反应时会产生大量的溶解氧，而纳米零价铁与溶解氧反应发生电子转移后会形成羟基自由基、单线态氧等强氧化物种；

(4)高铁酸盐与纳米零价铁复合作用时会原位产生大量的粒径小、水化层薄、分散性好、比表面积大和表面富含羟基官能团的纳米级铁氧化物；

(5)纳米零价铁和高铁酸盐复合作用原位产生的纳米级铁氧化物对重金属和有机污染物均具有较强的吸附能力；