[发明专利]氮掺杂污泥生物炭、过二硫酸盐联用处理污水的方法

说明书

本发明公开了一种氮掺杂污泥生物炭、过二硫酸盐联用处理污水的方法，其特征在于，将污泥取回后静置至泥水分离，倒出上清液将污泥抽滤后烘干至恒重，再将其与含氮有机物混合，并置于管式炉在氮气氛围下热解，取出后用清水洗涤至中性，干燥得生物炭；常温常压下向含有机污染物和重金属的污水中同时投加生物炭和过二硫酸盐，整个体系持续搅拌即可去除污水中的有机污染物和重金属。本发明中的氮掺杂污泥生物炭经过高温热解后能够高效活化过二硫酸盐，能与绝大多数有机污染物反应并去除重金属，反应速率快且受水体中pH的影响低。

技术领域

本发明涉及一种去除水体中有机污染物和重金属的方法，具体涉及一种在水处理领域中利用高温热解氮掺杂污泥生物炭并联用过二硫酸盐高效联合去除水体中有机污染物和重金属的方法，属于水处理技术领域。

背景技术

近年来，我国经济增长速度进入到高速发展水平，工业化进程进一步提高，地表水的开采使用与日俱增，所带来的水污染问题日益严重。随着时间的推移，地表水中相当一部分污染物，包括常见的污染物、新型污染物和重金属等容易通过地表径流及雨水冲刷，逐渐浸入到地下水环境和土壤层，对生态环境和人类生存安全带来不利的影响。污染废水的污染成分以重金属、有机物为主并且水土污染形式为以点带面，污染物质由无机成分向有机成分增加的趋势，污染元素由单一成分向多种混合增加的趋势。

相关研究表明，水土污染对生态和人体健康带来的危害是巨大的，甚至是不可逆的，饮用被有机物污染的地下水会造成腹泻、肝脏类疾病，长期饮用会引发癌症；饮用被重金属污染的地下水会引发肾脏类疾病，对人体的神经系统也会造成破坏，饮用激素类污染的地下水会影响人体的内分泌系统，长期饮用会引发癌症和畸形。

高级氧化技术(简称AOPs)是已知的降解有毒、生物难降解、持久性新兴有机污染物的最高效方法。其基本原理是是利用氧化剂(如O₃，H₂O₂等)产生具有强氧化性的自由基(例如^.OH等)将有机物氧化成小分子化合物甚至完全矿化为无害物质(如H₂O、CO₂)的技术。过硫酸盐是一种常见的高级氧化的强氧化剂，包括过一硫酸盐(PMS)和过二硫酸盐(PDS)，而PDS成本较低且比较稳定，因为其能够生成和羟基自由基^.OH(2.8V)相近甚至更高的硫酸根自由基SO₄^-.,具有比^.OH(低于1μs)更长的半衰期(4s)，并且在一定的情况SO₄^-.具有更高的选择性，已被广泛用于原位氧化修复水污染。但在水污染中直接投机过硫酸盐，成本过高且作用效果有限，需要对其进行活化操作激活氧化剂产生活性物质(^.OH、SO₄^-.、超氧自由基O₂^.-、单线态氧¹O₂)。常规的活化方式主要有热、辐射活化、碱活化、过渡金属和与碳材料联用活化等几种方式。