CN106955706A - 一种NZVI/CaO2协同降解地下水中邻苯二甲酸酯的方法 - Google Patents

一种NZVI/CaO2协同降解地下水中邻苯二甲酸酯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于地下水污染修复技术领域，公开了一种利用纳米零价铁/过氧化钙降解地下水中邻苯二甲酸酯的方法。该方法是通过控制在一定pH条件下，向邻苯二甲酸酯污染地下水投加纳米零价铁和过氧化钙，地下水中邻苯二甲酸酯降解率在酸性条件下可以达到95％以上，在中性条件下可以达到80％以上。本发明具有以下优点：工艺条件简单、操作要求低以及催化材料可循环使用等，可应用于邻苯二甲酸酯污染地下水的原位修复或抽水处理修复。

Description

一种NZVI/CaO2协同降解地下水中邻苯二甲酸酯的方法
本发明属于高级氧化地下水处理工程领域，具体涉及一种利用CaO2/NZVI协同降解地下水中邻苯二甲酸酯的方法。
背景技术
邻苯二甲酸酯(又称酞酸酯，PAEs)类环境激素是生产量大、应用面广的人工合成有机化合物之一，也是水环境中最重要的痕量有机污染物之一。目前世界PAEs的年产量至少在200万t以上。我国占到其中的70％以上。PAEs主要用作塑料制品的增塑剂，它在塑料中的含量仅次于高聚体，如在聚氯乙烯(PVC)中的质量分数高达20％～50％。PAEs作为增塑剂在使塑料软化的同时，会逐渐从塑料中释放出来，进入环境和生物体内，对环境和生物体造成潜在危害。大量研究表明，随着PAEs的广泛应用，它们可通过呼吸、饮食和皮肤接触进入人和动物体内，在人体和动物体内发挥着类似***的作用，可干扰内分泌，具有“三致”作用。
针对邻苯二甲酸酯在水环境中浓度低、毒性大的特点，就处理方法有效性和实用性而言，高级氧化技术是去除该污染物的有效方法，将废水中的污染物通过化学反应氧化为微毒或无毒的物质，或者转化为容易与水分离的形态，达到处理的目的。常用高级氧化技术有芬顿氧化、臭氧氧化、高锰酸钾氧化和活化过硫酸盐氧化等，其中芬顿氧化因对大部分有机污染物具有降解彻底、效率高、速度快等优势而在环境治理包括地下水污染修复中得到了广泛的应用，但经典芬顿氧化中的过氧化氢寿命短，在地下水分散不均匀、局部浓度过高，与污染物接触不佳时，很容易发生自分解生成氧气和水，导致过氧化氢的大量浪费，氧气还可能吹脱地下水中的挥发性有机污染物使之扩散进入包气带导致污染范围的扩大；芬顿反应还是放热反应，随着反应体系温度的升高，过氧化氢自分解反应会逐渐替代芬顿反应占据主导优势，进一步导致过氧化氢的无效浪费。因此如何控制过氧化氢在地下水中的浓度和扩散效率是该技术能否成功应用于地下水污染修复的关键。
过氧化钙是一种可以缓释过氧化氢的固体过氧化物，在水溶液中可以缓慢释放过氧化氢，因此利用过氧化钙替代经典芬顿试剂中的过氧化氢，可以克服液体过氧化氢与Fe(Ⅱ)组成类芬顿试剂，可以克服在地下水中寿命短的问题，使之可以与地下水中的有机污染物充分接触，从而提高类芬顿反应效率。芬顿或类芬顿持续反应还需要有稳定的Fe(Ⅱ)源供应，经典芬顿试剂中采用Fe2+作为催化剂，它与过氧化氢反应生成Fe3+，Fe3+在酸性或近中性条件下容易沉淀，难以被还原为Fe2+以实现其重复利用，因此需要在酸性条件下才能持续产生芬顿反应，此外Fe2+还会消耗芬顿反应产生的强氧化性羟基自由基，导致反应效率降解。因此有学者提出采用零价铁替代亚铁盐来产生Fe2+并催化过氧化氢，零价铁可以在酸性或近中性条件下缓慢生成Fe2+，从而控制溶液中Fe2+浓度，减少副反应的发生，从而提高氧化剂的利用效率。但普通零价铁与水溶液不相溶，不利于提高其与氧化剂的接触效率，如果把零价铁制成纳米级颗粒，则可以悬浮于水溶液中，从而提高与氧化剂的接触效率，进而提高类芬顿反应的效率。
本发明在申请人多年研究的基础上，公开了一种利用CaO2/NZVI协同降解地下水中邻苯二甲酸酯的方法，实现了便捷、高效降解PAEs废水。
发明内容
本发明提供了一种利用CaO2/NZVI协同降解地下水中邻苯二甲酸酯的方法，解决了经典芬顿法在地下水修复中存在H2O2容易无效分解、利用率低和浪费量大的问题，也克服了亚铁盐二次污染等问题，具有工艺条件简单、操作要求低等特点，可广泛应用于地下水有机污染的修复。
本发明为一种利用CaO2/NZVI协同降解地下水中邻苯二甲酸酯的方法，具体技术方案如下：首先向邻苯二甲酸酯污染地下水中投加过氧化钙和纳米零价铁，用盐酸和氢氧化钠调节地下水的pH，再放于恒温振荡器中进行降解反应。处理后地下水中邻苯二甲酸酯的去除率最高可以达到95％以上。
所述的废水中邻苯二甲酸酯的浓度为2～50mg/L。
所述的CaO2为废水中PAEs摩尔数的1～5倍。
所述的NZVI为废水中PAEs摩尔数的1～5倍
所述的pH为3～9，pH的控制用盐酸和氢氧化钠调节。
所述的恒温振荡器的温度为常温，转速为180r/min。
所述的降解时间为2～12h。
本发明中，CaO2的主要作用是作为H2O2缓释剂，其缓慢释放的H2O2在铁基材料催化作用下产生具有强氧化性的羟基自由基。
本发明中，纳米零价铁(NZVI)的主要作用是在氧化剂作用下缓慢生成Fe2+，并与CaO2缓释产生的H2O2组成类芬顿试剂，由于其是纳米级催化材料，具有很大的比表面积，其表面与CaO2接触后催化产生大量羟基自由基，从而提高了氧化效率。
本发明的有益效果：
本发明工艺条件简单、操作要求低，PAEs降解率高。有效的减少了经典芬顿反应中H2O2大量浪费和过量铁离子引起的二次污染问题。
具体实施方式
以下结合具体实例来对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1中利用本发明处理方法对模拟邻苯二甲酸二丁酯(DBP)地下水溶液进行处理，采用四氯化碳进行萃取，采用液相色谱法定量分析。
实施例1：
配制100mL DBP地下水(30mg/L)，向地下水中投加39mg/L过氧化钙，12mg/L的纳米零价铁，调节pH至5，于常温下在180r/min的恒温振荡器中振荡12h，地下水中DBP降解率达到了96.17％。

Claims (6)

1.一种NZVI/CaO2协同降解地下水中邻苯二甲酸酯的方法，其特征在于包括以下步骤：首先向邻苯二甲酸酯地下水中投加过氧化钙和纳米零价铁，用盐酸和氢氧化钠控制废水的pH，再放于恒温振荡器中进行降解反应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废水中邻苯二甲酸酯的浓度为2～50mg/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的pH为3～9。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过碳酸钠投加量为废水中邻苯二甲酸酯摩尔数的1～5倍。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米零价铁平均粒径30-80nm，不包覆纯度大于99.9％，投加量为邻苯二甲酸酯摩尔数的1～5倍。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恒温振荡器的温度为常温，转速为180r/min，震荡时间为2～12小时。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110697866A (zh) * 2019-11-05 2020-01-17 河北建设集团安装工程有限公司 采用亚铁活化过氧化钙去除水中嗅味的方法
CN112077138A (zh) * 2019-06-12 2020-12-15 天津大学 纳米铁在处理沉积物或土壤内的酞酸酯中的应用
CN112429831A (zh) * 2020-09-30 2021-03-02 同济大学 一种过氧化钙-零价铁修复地下水重金属铅、镉复合污染的方法
CN112723518A (zh) * 2020-12-08 2021-04-30 华侨大学 一种零价金属活化过氧乙酸降解水中抗生素的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2450114A1 (en) * 2010-11-08 2012-05-09 Biorem Engineering SARL Gel comprising reactive oxidant release agent
CN102583827A (zh) * 2012-03-01 2012-07-18 中国环境科学研究院 一种双层可渗透反应墙修复体系及制法和应用
CN106493162A (zh) * 2016-12-22 2017-03-15 常州大学 一种微波强化过氧化钙修复PAEs污染土壤的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2450114A1 (en) * 2010-11-08 2012-05-09 Biorem Engineering SARL Gel comprising reactive oxidant release agent
CN102583827A (zh) * 2012-03-01 2012-07-18 中国环境科学研究院 一种双层可渗透反应墙修复体系及制法和应用
CN106493162A (zh) * 2016-12-22 2017-03-15 常州大学 一种微波强化过氧化钙修复PAEs污染土壤的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
饶品华等: "过氧化钙和零价铁对EDTA 溶液中铜的去除研究", 《CONFERENCE ON ENVIRONMENTAL POLLUTION AND PUBLIC HEALTH》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112077138A (zh) * 2019-06-12 2020-12-15 天津大学 纳米铁在处理沉积物或土壤内的酞酸酯中的应用
CN110697866A (zh) * 2019-11-05 2020-01-17 河北建设集团安装工程有限公司 采用亚铁活化过氧化钙去除水中嗅味的方法
CN112429831A (zh) * 2020-09-30 2021-03-02 同济大学 一种过氧化钙-零价铁修复地下水重金属铅、镉复合污染的方法
CN112723518A (zh) * 2020-12-08 2021-04-30 华侨大学 一种零价金属活化过氧乙酸降解水中抗生素的方法

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