[发明专利]一种二价铜强化亚硫酸盐与过氧化氢体系去除有机污染物的方法

说明书

一种二价铜强化亚硫酸盐与过氧化氢体系去除有机污染物的方法，通过二价铜离子提高亚硫酸盐和过氧化氢体系活性氧化基团生成效率，进而促进对有机污染物的降解，所述水处理步骤为：将含有有机污染物的待处理水样pH值调节为6‑11；然后将二价铜离子加入待处理水样中，随后在按顺序加入亚硫酸盐和过氧化氢溶液，充分搅拌混合反应10‑240分钟.本发明解决了现有铜基类芬顿技术二价铜离子和过氧化氢投加量大、活性基团产率低，以及现有活化亚硫酸盐技术pH适用范围窄等关键问题。同时本发明还具有活性基团产率高、有机污染物去除效率好、操作简便、运行成本低等优势。

技术领域

本发明设计水污染处理领域，具体是涉及一种二价铜强化亚硫酸盐与过氧化氢体系去除有机污染物的方法。

背景技术

随着我国农业和化工业的迅速发展，大量有机污染物被排入水体中，成为水环境面临的新挑战。有机化学污染物主要包括：个人护理产品和药品，内分泌干扰物、农药等，往往具有较高的致畸性、致癌性和内分泌干扰效应等毒理特性。同时随着环境检测技术的日益提高，越来越多的有机污染物在水体中被检出。随着人们对有机污染物认识的加深，有机污染物对水环境的危害和对人们健康的威胁也越来越受到人们的关注。

由于绝大部分有机污染物不仅具有生物毒性而且往往具有持久性，传统的生物降解或是物理化学工艺很难将其有效去除。化学氧化技术可以有效的破坏污染物的分子结构甚至使其矿化，具有良好的应用前景。但是，选择性氧化剂如高锰酸钾、二氧化锰、漆酶等在氧化有机污染物过程中，由于存在氧化能力有限、氧化不彻底等问题，会生成对人类危害更大的有机中间产物。高级氧化技术能够产生氧化能力很强的活性基团，将有机污染物氧化分解为二氧化碳等无机小分子物质，成为降解有机污染物最有前景的技术。

高级氧化技术是指利用、硫酸根自由基、超氧自由基等高活性基团降解污染物的过程，其中基于羟基自由基和硫酸根自由基的氧化技术是应用最广泛高级氧化技术。羟基自由基（·OH）氧化还原电位为1.8-2.7 V，与大多数有机化合物的反应速率常数接近扩散速率（10¹⁰ M^-1s^-1）；硫酸根自由基（SO₄^•-）氧化还原电位为2.5-3.1 V，与有机污染物的反应速率较高（10⁸-10⁹ M^-1s^-1）。利用二价铜活化过氧化氢产生羟基自由或Cu(III)的类芬顿氧化工艺具有适应pH范围广、矿化彻底、经济、易于操作等独特优势，避免了传统芬顿技术有效pH范围窄的缺点，在水处理领域具有良好的应用前景。然而，铜基类芬顿反应中H₂O₂还原Cu(II)生成Cu(I)的反应速率慢，导致二价铜和H₂O₂投加量大、活性基团产率低，制约了铜基类芬顿技术在实际工艺中的应用。

近年来，亚硫酸盐作为一种价格低廉、绿色环保的水处理药剂被广泛用于水处理工艺中。已有研究表明利用过渡态金属离子活化亚硫酸盐可以产生硫酸根自由基降解有机污染物，然而在这些活化过程中往往存在适应pH范围窄（pH<5），需要外加能量、运行成本高等问题，限制了亚硫酸盐高级氧化工艺在实际工艺中的应用。

发明内容

本发明是为了解决目前过氧化氢和亚硫酸盐活化技术需要较严苛的酸性环境、应用范围有限、运行成本高等问题，提出一种稳定、高效、操作简单、适用范围广的活化亚硫酸盐与过氧化氢的方法，提高活性基团的产率，增强了亚硫酸盐与过氧化氢体系对有机污染物的降解效果。

本发明：一种二价铜强化亚硫酸盐与过氧化氢体系去除有机污染物的方法，通过二价铜离子（Cu²⁺）强化亚硫酸盐与过氧化氢体系活性基团的产率，通过以下方案实施的：

（1）将待处理的含有有机污染物的水样pH值调节至6-11；