[发明专利]一种高效控制水中有机胂污染的方法

说明书

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种利用层状双金属氢氧化物(LDHs)催化臭氧去除水中有机胂的方法，能够高效控制水中有机胂污染。本发明旨在针对水中高毒性有机胂的去除问题，探寻一种高效、绿色、经济的方法。本发明通过以下步骤来实现：一、制备MnFe‑LDHs；二、原水的净化；三、采用高速离心或过滤方法回收MnFe‑LDHs，即可完成利用LDHs催化臭氧去除水中有机胂的方法。使用本发明的MnFe‑LDHs既可以高效催化臭氧去除水中有机胂化合物(去除率超过98％)，同时可以高效富集降解过程中释放的无机砷(去除率超过99.9％)，实现水中有机胂污染的安全控制。使用过程中金属离子溶出率极低，不会造成二次污染；本发明使用的固体催化剂可通过过滤分离且循环使用，降低运行成本。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种利用层状双金属氢氧化物(LDHs)催化臭氧去除水中有机胂的方法，能够高效控制水中有机胂污染。

背景技术

长期以来，畜禽养殖业中被广泛作为饲料添加剂使用的芳香族有机胂化合物(AOCs)没有得到足够的重视和严格的管理。AOCs摄入畜禽体内后几乎不发生代谢，超过90％会以原来的形式通过粪便排出体外。由于畜禽粪便中富含营养物质，通常经过堆积后作为肥料施用于附近农田。然而，AOCs具有相当高的水溶性，随着农田灌溉和雨水冲刷，肥料中的AOCs可以通过淋溶作用转移到地下水和地表水中。据报道，畜禽粪便中约57％的砷可以通过农田径流进入天然水体。从取自珠江三角洲某养猪场附近地表水水样中检出的阿散酸(p-ASA)浓度达到0.53～2.6μg/L。在流经畜禽粪便改良土壤的径流中检出的洛克沙胂(ROX)浓度高达1.07mg/L。虽然AOCs的毒性很低，低剂量下对人体基本没有危害，但是在水环境中它们可以通过生物和非生物转化途径生成具有剧毒性、高致癌性和强转移性的无机砷。因此，亟需寻找有效处理方法解决环境中有机胂的污染问题。

催化臭氧氧化技术是具有应用前景的难降解有机污染物氧化去除热点技术，即通过加入一些催化剂，促使反应体系中产生大量高氧化活性的羟基自由基(·OH)，达到降解水中有机污染物的目的。根据催化剂的不同，该技术分为均相催化臭氧氧化和非均相催化臭氧氧化。均相催化臭氧氧化常用的催化剂一般为过渡金属离子，如：Mn²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Co²⁺等。均相催化剂具有较快的反应速度、较高的反应活性等优点，但是在反应后，金属离子溶解于水中，导致催化剂大量流失，造成了经济的损失以及对环境的污染。与均相催化臭氧氧化相比，非均相催化臭氧氧化不仅能够提高有机物的去除效率，同时具有操作简单、维护方便、无二次污染等特点，因此在水处理过程中具有广阔的应用前景和开发潜力。层状双金属氢氧化物(LDHs)具有独特的层状结构、酸碱性、强吸附性以及层间阴离子交换能力，在催化领域具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明旨在解决水中有机胂污染的安全控制问题，首次提出了一种利用LDHs催化臭氧去除水中有机胂的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高效控制水中有机胂污染的方法，所述方法包括如下步骤：

第一步：制备MnFe-LDHs

S1、将Mn(NO₃)₂·4H₂O和Fe(NO₃)₃·9H₂O投加到去离子水中搅拌至完全溶解；

S2、在搅拌的条件下，将NaOH和Na₂CO₃混合溶液逐滴滴加到步骤S1的混合溶液中调节其pH为9.8～10.1；

S3、将步骤S2的混合溶液在60℃的水浴中老化4h，维持混合溶液的pH为9.8～10.1；