一种利用过碳酸钠降解废水中邻苯二甲酸酯的方法与流程

背景技术：

邻苯二甲酸酯类物质(Phthalic Acid Esters，PAEs)是内分泌干扰物质，被广泛应用于增塑剂、化妆品中，具有致畸性，致癌性，致突变性以及拟抗雌激素活性、拟抗甲状腺激素活性等内分泌干扰特性。邻苯二甲酸酯类物质很容易扩散到环境中，在土壤、大气、水环境中均有检出，是环境中常见污染物，严重威胁人体健康和生态环境，已经引起国内外的广泛关注。高级氧化技术因其能够快速有效地去除饮用水和污水中不同种类的有机污染物而备受关注，且发展迅速。包括催化湿式过氧化物氧化过程，催化臭氧氧化过程，光催化氧化过程，超声波、微波辅助催化氧化过程以及高级纳米催化氧化过程。其中，芬顿氧化技术在氧化过程中产生高度反应性羟基自由基，可无选择性地将PAEs完全降解为无毒无害的小分子物质，对PAEs的氧化去除效果最好。但经典芬顿氧化中过氧化氢易分解生成水和氧气，导致过氧化氢大量浪费。实际应用过程中硫酸亚铁投加必须是固体，且硫酸亚铁含铁20％左右，相对于聚铁的11％含铁，大大增加了污泥处理强度，从而增加了废水处理成本。芬顿处理容易返色，双氧水与硫酸亚铁的投加量与投加比例控制不好或三价铁不沉淀容易导致废水呈现出微黄色或黄褐色。

过碳酸钠(SPC)，俗称固体双氧水，一种由碳酸钠和过氧化氢以氢键形成的复合物，易水解并自发释放H₂O₂，其活性氧的理论质量分数为15.3％，水溶液中的活性氧化物种是过氧阴离子(HO₂^-)，且由于包含过碳酸根阴离子而具有更高的反应活性，能氧化C＝C、R—COO—R、苯环等官能团。与液态H₂O₂相比，它性质更稳定，更容易保存与运输，分解产物为H₂O₂和Na₂CO₃，具有无毒、无臭、无污染等优点。且不加入任何催化剂就可以达到很好的去除效果，避免了催化剂带来的一系列问题。因此，可以使用SPC作为新型氧化剂。

本发明在申请人多年研究的基础上，公开了一种利用SPC降解废水中PAEs的方法，实现了PAEs废水的快速高效降解。

技术实现要素：

本发明提供了一种利用SPC降解废水中PAEs的方法，解决了经典芬顿法H₂O₂不易储存运输、容易无效分解、需要较强酸性环境等问题。也解决了亚铁盐带来二次污染和带来大量污泥等问题。可广泛用于废水有机污染的修复。

本发明为一种利用SPC降解废水中PAEs的方法，具体技术方案如下：首先向PAEs污染废水中投加SPC，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。处理后废水中PAEs的去除率最高可达90％以上。

所述的废水中PAEs的浓度为2～50mg/L。

所述的SPC为废水中邻苯二甲酸酯摩尔质量的1～5倍。

所述的pH为4～12，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1～5h。

本发明中，SPC的主要作用是通过水分产生具有强氧化性的H₂O₂和过氧阴离子，能氧化C＝C、R—COO—R、苯环等官能团。在没有催化剂的情况下PAEs氧化降解率较高的原因是：PAEs酯键中的碳氧双键是强极性键，π电子向电负性较大的氧原子转移，使C上带正电性，在强碱性条件下，OH^－作为亲核试剂与羰基C结合，酰氧键中O的电子云偏移至C，促进了C—O键裂解；碱性SPC水溶液中存在的过碳酸根阴离子(HCO₃^－+H₂O₂→HCO₄^－+H₂O)提高了过氧阴离子(HO₂^－)的氧化活性。

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，降解速度快。无需加入催化剂，避免了经典芬顿反应中硫酸亚铁的投加带来的大量污泥，大大减少了处理成本。也有效克服了经典芬顿反应中大量铁离子的存在而引起的二次污染以及H₂O₂浪费量大、利用率不高等问题。

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和例2中利用本发明处理方法对模拟邻苯二甲酸二丁酯(DBP)废水溶液进行处理。再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废水(30mg/L)，用氢氧化钠调节pH至10，向废水中投加68mg/LNa₂CO₄，于常温下在180r/min的恒温振荡器中振荡3h，废水中DBP降解率达到了91.08％。

实施例2：

配制100mL DBP废水(30mg/L)，用氢氧化钠调节pH至8，向废水中投加34mg/L Na₂CO₄，于常温下在180r/min的恒温振荡器中振荡3h，废水中DBP降解率达到了81.49％。