去除的污染物本技術(shù)也能去除，其效果比CN101503242B中報道的效果好得多，也從側(cè)面反映了反應(yīng)機(jī)理的不同。
【附圖說明】
[0017]圖1為初始pH=5時亞硫酸鈉活化高錳酸鉀處理模擬地表水中苯酚(圖a)與單獨(dú)高錳酸鉀處理苯酚(圖b)的效果對比圖；
圖2為初始pH=7時亞硫酸鈉活化高錳酸鉀處理模擬地下水中苯酚(圖a)與單獨(dú)高錳酸鉀處理苯酚(圖b)的效果對比圖；
圖3為初始pH=5時亞硫酸鉀活化高錳酸鉀處理生活污水處理二級出水中環(huán)丙沙星(圖a)與單獨(dú)高錳酸鉀處理環(huán)丙沙星(圖b)的效果對比圖；
圖4為初始pH=7時亞硫酸鉀活化高錳酸鉀處理工業(yè)廢水中活性藍(lán)4 (圖a)與單獨(dú)高錳酸鉀處理活性藍(lán)4 (圖b)的效果對比圖；
圖5為初始pH=3時亞硫酸氫鈉活化高錳酸鉀處理模擬地表水中硝基苯與單獨(dú)高錳酸鉀硝基苯的效果對比圖；
圖6為初始pH=7時亞硫酸氫鈉活化高錳酸鉀處理模擬地表水中咖啡因與單獨(dú)高錳酸鉀咖啡因的效果對比圖；
圖7為初始pH=6時亞硫酸鈉活化二氧化錳處理模擬地表水中苯酚與單獨(dú)二氧化錳氧化苯酚的效果對比圖；
圖8為初始pH=7時亞硫酸鈉活化高錳酸鉀對模擬地表水中苯酚和環(huán)丙沙星共存水樣的處理效果。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。
[0019]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式中的超快速去除水中有機(jī)污染物的方法是在完全混合反應(yīng)器中進(jìn)行的，具體步驟如下:
向含5μπιο1 L—1苯酚的模擬地表水水中加入250 μ mol L ―1亞硫酸鈉，調(diào)節(jié)pH=5，將50 μ mo I L—1高錳酸鉀(S卩:亞硫酸鹽/高錳酸鉀摩爾比=5)加入到上述模擬地表水中，只要80毫秒即可實(shí)現(xiàn)苯酚的完全去除。當(dāng)單獨(dú)使用高錳酸鉀時，需要4小時才能實(shí)現(xiàn)苯酚的完全去除。由于亞硫酸鈉的加入使得苯酚去除的表觀速率常數(shù)提高了 42.25萬倍。具體效果對比數(shù)據(jù)見圖1。
[0020]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與實(shí)施方式一不同的是:反應(yīng)的pH=7。由于亞硫酸鹽的加入使得苯酚去除的表觀速率常數(shù)提高了 4100倍。具體效果對比數(shù)據(jù)見圖2。
[0021]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與實(shí)施方式一不同的是:亞硫酸鹽的劑量為150 μ mo I Γ1 (S卩:亞硫酸鹽/高錳酸鉀摩爾比=3)。由于亞硫酸鹽的加入使得苯酚去除的表觀速率常數(shù)提高了 40萬倍。
[0022]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與實(shí)施方式一不同的是:亞硫酸鹽的劑量為500 μ mo I Γ1 (S卩:亞硫酸鹽/高錳酸鉀摩爾比=10)。由于亞硫酸鹽的加入使得苯酚去除的表觀速率常數(shù)提高了 45萬倍。
[0023]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所處理的水中的污染物是生活污水處理二級出水中的環(huán)丙沙星且所用的亞硫酸鹽為亞硫酸鉀。亞硫酸鉀和高錳酸鉀聯(lián)合使用處理生活污水二級出水中的環(huán)丙沙星，只要45.6毫秒即可實(shí)現(xiàn)環(huán)丙沙星的完全去除。當(dāng)單獨(dú)使用高錳酸鉀時，80分鐘僅能去除57%的環(huán)丙沙星。由于亞硫酸鉀的加入使得環(huán)丙沙星去除的表觀速率常數(shù)提高了 1531萬倍。具體效果對比數(shù)據(jù)見圖3。
[0024]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所處理的水中的污染物是工業(yè)廢水中的活性藍(lán)4且反應(yīng)的初始pH是7且所用的亞硫酸鹽為亞硫酸鉀。與單獨(dú)高錳酸鉀氧化相比，聯(lián)合使用亞硫酸鉀和高錳酸鉀可使活性藍(lán)4的氧化去除速率提高1258倍。具體效果對比數(shù)據(jù)見圖4。
[0025]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式中的超快速去除水中有機(jī)污染物的方法是利用磁力攪拌器中進(jìn)行的，具體步驟如下:
向含5 μ mol L—1硝基苯的模擬地表水中加入150 μ mo I L ―1亞硫酸氫鈉，調(diào)節(jié)pH=3，將50 μ mol L—1高錳酸鉀(S卩:亞硫酸氫鹽/高錳酸鉀摩爾比=3)加入到上述模擬地表水中，10秒內(nèi)可去除33%的硝基苯。當(dāng)單獨(dú)使用高錳酸鉀時，硝基苯的去除可忽略。具體效果對比數(shù)據(jù)見圖5。本實(shí)施方式顯示，利用該方法可提高高錳酸鉀的氧化能力，而不僅提高其對污染物的氧化速率。
[0026]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】七不同的是:所處理水的pH為7，且污染物為咖啡因。如將亞硫酸氫鹽和高錳酸鉀聯(lián)合使用處理含咖啡因模擬地表水，10秒內(nèi)可去除38.3%的咖啡因。當(dāng)單獨(dú)使用高錳酸鉀時，咖啡因的去除可忽略。具體效果對比數(shù)據(jù)見圖6。本實(shí)施方式顯示利用該方法可提高高錳酸鉀的氧化能力，而不僅提高其對污染物的氧化速率。
[0027]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式中的超快速去除水中有機(jī)污染物的技術(shù)是在完全混合反應(yīng)器中進(jìn)行的，具體步驟如下:
先將亞硫酸氫鈉投入待處理的水中，水中所含污染物為環(huán)丙沙星，調(diào)節(jié)所處理水的PH=7后再投加高錳酸鉀，亞硫酸氫鹽/高錳酸鉀的摩爾比=3。與單獨(dú)高錳酸鉀氧化相比，亞硫酸氫鹽和高錳酸鉀聯(lián)合使用使環(huán)丙沙星的氧化去除速率提高了 35.7萬倍。
[0028]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】九不同的是:所處理水的pH為3，亞硫酸氫鹽/高錳酸鉀的摩爾比=5。與單獨(dú)高錳酸鉀氧化相比，亞硫酸鹽和高錳酸鉀聯(lián)合使用可使環(huán)丙沙星的氧化去除速率提高21.2萬倍。
[0029]【具體實(shí)施方式】^^一:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】九不同的是:所處理水的pH為5，亞硫酸氫鹽/高錳酸鉀的摩爾比=10。與單獨(dú)高錳酸鉀氧化相比，亞硫酸氫鹽和高錳酸鉀聯(lián)合使用可使環(huán)丙沙星的氧化去除速率提高1502萬倍。
[0030]【具體實(shí)施方式】十二:本實(shí)施方式與實(shí)施方式一不同的是:反應(yīng)的初始pH=6，加入的氧化劑為二氧化錳。亞硫酸鹽和二氧化錳聯(lián)合使用處理含苯酚的模擬地表水，只要10秒即可實(shí)現(xiàn)苯酚的完全去除。當(dāng)單獨(dú)使用二氧化錳時，45分鐘僅能去除10%的苯酚。具體效果對比數(shù)據(jù)見圖7。
[0031]【具體實(shí)施方式】十三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所處理的水中的污染物是環(huán)丙沙星和苯酚。亞硫酸鹽和高錳酸鉀聯(lián)合處理含有環(huán)丙沙星和苯酚的模擬地表水，只要60毫秒即可實(shí)現(xiàn)環(huán)丙沙星和苯酚的完全去除。具體效果對比數(shù)據(jù)見圖8。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超快速去除水中有機(jī)污染物的方法，其特征在于所述方法步驟如下: 一、向待處理的水中加入還原劑，所述還原劑為亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽； 二、將待處理的水pH調(diào)節(jié)到3-7的范圍內(nèi)； 三、向待處理的水中加入氧化劑，所述氧化劑為高錳酸鹽或二氧化錳，控制還原劑與氧化劑的摩爾比為3-10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超快速去除水中有機(jī)污染物的方法，其特征在于所述還原劑為預(yù)先溶解好的亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽儲備液，所用溶劑為蒸餾水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超快速去除水中有機(jī)污染物的方法，其特征在于所述亞硫酸鹽為亞硫酸鈉、亞硫酸鉀或其他亞硫酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超快速去除水中有機(jī)污染物的方法，其特征在于所述亞硫酸氫鹽為亞硫酸氫鈉、亞硫酸氫鉀或其他的亞硫酸氫鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超快速去除水中有機(jī)污染物的方法，其特征在于氧化劑為預(yù)先溶解好的高錳酸鉀儲備液或二氧化錳膠體儲備液，所用溶劑為蒸餾水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超快速去除水中有機(jī)污染物的方法，其特征在于所述水處理方法在完全混合反應(yīng)器或磁力攪拌器中進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超快速去除水中有機(jī)污染物的方法，其特征在于所述待處理水為地表水、地下水、生活污水或工業(yè)廢水。
【專利摘要】一種超快速去除水中有機(jī)污染物的方法，其步驟如下：一、向待處理的水中加入還原劑；二、將待處理的水pH調(diào)節(jié)到3-7的范圍內(nèi)；三、向待處理的水中加入氧化劑。該方法利用亞硫酸氫根與高錳酸鉀或二氧化錳反應(yīng)，通過迅速產(chǎn)生高活性的氧化劑Mn(III)（非絡(luò)合態(tài)），實(shí)現(xiàn)對水中有機(jī)污染物的超快速去除，可以把高錳酸鉀和二氧化錳氧化去除污染物的速率提高一千至一百萬倍，比一般的高級氧化技術(shù)的表觀氧化速率高出一萬倍左右，可在1秒內(nèi)或幾秒內(nèi)完成對污染物的降解。此方法也可氧化高錳酸鉀和二氧化錳本來無法氧化的污染物，甚至可以氧化傳統(tǒng)意義上只有羥基自由基才能氧化的硝基苯，大大提高了高錳酸鉀和二氧化錳的氧化能力，拓展了高錳酸鉀和二氧化錳的應(yīng)用范圍。
【IPC分類】C02F9-04
【公開號】CN104609597
【申請?zhí)枴緾N201410846501
【發(fā)明人】關(guān)小紅, 孫波
【申請人】同濟(jì)大學(xué), 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月31日