体系修复有机物污染水体的方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用原儿茶酸促进Fe(III)/H2O2体系修复有机物污染水体的方法。该方法为：在待修复有机物污染水体中加入原儿茶酸、Fe3+物质，控制体系为酸性条件下，加入H2O2，进行有机物污染水体的修复。该方法解决了传统Fenton和类Fenton体系中Fe3+易沉淀，且Fe3+/Fe2+难循环的问题，其用于有机物污染水体的修复具有高效、无选择性、环境友好、无二次污染等优点。
【专利说明】—种利用原儿茶酸促进「6(11 04202体系修复有机物污染水体的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境化学领域，具体涉及一种水体中有机污染物的控制和修复方法，适用于印染、农业等领域有机废水的处理。
【背景技术】
[0002]水是生命之源，是人类生存和发展的必要资源。而大量的生活、工业、农业废水和废弃物排入水中，远远超出了水体自净能力，导致水体严重污染。水体中的有机污染物因种类繁多，成分复杂，且多具有毒性而受到广泛关注。特别是持久性有机物污染物，具有高毒、持久、生物积累性和强烈的三致作用(致癌、致畸、致突变)，对人类健康和环境造成严重危害。
[0003]高级氧化技术是20世纪80年代发展起来的一种新技术。它主要用于处理难降解有机污染物，具有氧化能力强、反应速度快、无二次污染等特点，能产生活性极强的自由基(如?0！0，将污染物氧化成微毒或无毒的物质，或者易处理的物质。其中？61^011和类？611七011体系因操作过程简单、反应物易得、环境友好，无二次污染等优点，广泛应用于各类废水的处理中。传统的？611^)11体系的实质是？6 (11)和！！202在酸性条件下反应生成？6 (111)和羟基自由基，羟基自由基可以无选择性地氧化降解有机污染物。而？6 (111)类？6社011体系通过？6(111)催化分解双氧水生成的自由基降解污染物。但是？6(111)分解双氧水速率慢，？6(111)/1^(11)循环困难，而且三价铁极易生成铁氧化物沉淀，阻碍反应的进行。因此，？法和其他方法联用来处理废水，如光-？6111:011法、电法和超声-
法等。这些方法虽然能够得到较好的污水处理效果，但同时也增加了成本。乙二胺四乙酸(￡01^)等有机配体的加入可以阻止三价铁沉淀，但是也可能会造成二次污染，而且也不能促进三价铁和二价铁的循环。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对上述传统和类法的不足，而提供一种利用原儿茶酸促进？6 (111) 7^202体系修复有机物污染水体的方法。本发明方法解决了传统社0！1和类社0！1体系中易沉淀，且？637？6#难循环的问题，其用于有机物污染水体的的修复具有高效、无选择性、环境友好、无二次污染等优点。
[0005]本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为:
一种利用原儿茶酸(卩…)促进？6 (111) 7^202体系修复有机物污染水体的方法，其特征在于:在待修复有机物污染水体中加入原儿茶酸、物质，控制体系为酸性条件下，加入比02，进行有机物污染水体的修复。
[0006]按上述方案，所述体系的邱值优选控制为彡5。
[0007]按上述方案，所述在待修复有机物污染水体中加入原儿茶酸、？物质后的体系的邱值超过所要求的邱值时，加无机酸调节体系的邱值为设定邱值。
[0008]按上述方案，所述无机酸可选用盐酸、硫酸等。
[0009]按上述方案，所述原儿茶酸和？物质的摩尔比为1:0.5?2，其中？物质的摩尔浓度以的摩尔浓度计。
[0010]按上述方案，所述原儿茶酸在体系中的浓度为0.1?1毫摩尔/升。
[0011]按上述方案，所述！！202和原儿茶酸的摩尔比为1?100:1。
[0012]按上述方案，所述？#+物质是九水合硝酸铁、六水合三氯化铁或硫酸铁中的一种。
[0013]按上述方案，所述加入！！202后对体系进行搅拌，使溶液充分混合，然后进行修复。不对体系进行搅拌，也可以取得较好效果。
[0014]按上述方案，所述修复过程中，根据有机污染物的修复情况，根据需要补加！！202。
[0015]按上述方案，所述有机物包括但不限于阿特拉津、甲草胺、4-氯苯酚、罗丹明8等。
[0016]本发明的技术原理:该方法利用原儿茶酸，物质和！！202组成反应体系进行有机物污染水体的修复，可通过原儿茶酸作络合剂和配位，形成(111) 配合物
表示原儿茶酸)，阻止沉淀，同时基于原儿茶酸在酸性条件下的还原能力，将部分06(111)还原为？6(10。反应过程中产生的强氧化性羟基自由基可无选择性地降解水体中的高毒性，持久性有机污染物如阿特拉津、甲草胺、4-氯苯酚、罗丹明8等，提高！！202的分解速率，(111)体系降解污染物的速率是(111) 7^202体系降解污染物速率的
2000多倍。
[0017]本发明的优点在于:
1、本发明使用原儿茶酸作络合剂和还原剂，不仅能阻止沉淀，还能将还原为？62\从而大幅度提高污染物的降解速率，且对污染物降解无选择性，降解效果优于常见的有机配体。
[0018]2、原儿茶酸广泛存在于植物中，且常用于药物中，对环境友好，能随污染物降解矿化，不会造成二次污染。
[0019]3、反应条件温和，常温常压即可快速反应，无需复杂装置，操作简单，无危险性，无需聘请专业人员操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明方法治理污染水体中罗丹明8效果图；
图2为本发明方法治理污染水体中阿特拉津效果图；
图3为本发明方法治理污染水体中4-氯苯酚效果图；
图4为本发明方法治理污染水体中甲草胺效果图；
图5为本发明方法在不同初始邱条件下治理污染水体中甲草胺的效果图。
【具体实施方式】
[0021]下面通过具体实施案例来详细说明本发明的发明类容，所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022]实施例1治理含罗丹明8的污水
针对染料污染水源的修复，以浓度为10呢/1的罗丹明8水溶液为模拟废水。取模拟废水20 01,向其中加入原儿茶酸、？物质九水合硝酸铁和！！202，使其浓度分别为0.1,0.1和8 11111101/1，加入原儿茶酸和？,物质后的体系初始邱值为3.2，无需另外调节邱，用磁力搅拌器搅拌使溶液混合均匀，转速为400印!!!。同时以不加原儿茶酸为对照试验，结果见图1。图1所示，反应0.5 ―!!，罗丹明8降解率达到了 60%；当反应延长至5 ―!!，罗丹明8降解率达到了 96%。
[0023]实施例2治理含阿特拉津的污水
针对农药污染水源的修复，以浓度为5 的阿特拉津水溶液为模拟废水。取模拟废水20 1111,向其中加入原儿茶酸、？物质六水合硝酸铁和！！202，使其浓度分别为0.4^0.4和4 11111101/1，加入原儿茶酸和？物质后，体系初始]3?值为3.3，无需另外调节用磁力搅拌器搅拌使溶液混合均匀。同时以不加原儿茶酸为对照试验，结果见图2。图2所示，反应
0.5111111，阿特拉津降解率达到了 75%；当反应延长至5 111111，阿特拉津降解率达到了 98%。
[0024]实施例3治理含4-氯苯酚的污水
针对农药污染水源的修复，以浓度为5 1118/1的4-氯苯酚水溶液为模拟废水。取模拟废水20 III匕向其中加入原儿茶酸、？物质硫酸铁和！！202，使其浓度分别为0.1,0.1和6 1^01/
1,加入原儿茶酸和物质后，体系初始值为3.5，无需另外调节用磁力搅拌器搅拌使溶液混合均勻，转速为400 11)111。同时以不加原儿茶酸为对照试验，结果见图3。图3所示，反应0.5 111111,4-氯苯酹降解率达到了 34%；当反应延长至5 111111,4-氯苯酹降解率达到了 97%。
[0025]实施例4治理含甲草胺的污水
针对农药污染水源的修复，以浓度为20 1118/1的甲草胺水溶液为模拟废水。取模拟废水20 1111，向其中加入原儿茶酸、？物质九水合硝酸铁和！！202，使其浓度分别为0.2,0.1和
0.411111101/1，加入原儿茶酸和？物质后，体系初始邱值为3.6，无需调节邱。用磁力搅拌器搅拌使溶液混合均匀，转速为400印!!!。同时以不加原儿茶酸为对照试验，结果见图4。图4所示，反应7 0111后，甲草胺降解率达到了 98.4%。
[0026]实施例5在不同邱值条件下治理含农药甲草胺的污水
以浓度为30 1118凡的甲草胺水溶液为模拟废水，取模拟废水20 III匕向其中加入原儿茶酸和？物质九水合硝酸铁，使其浓度分别为0.1和0.1 11111101/1，然后用盐酸或氢氧化钠调节溶液的初始邱分别为3，3.6，4，5，接着再分别加入！！202，使体系中！！202的浓度为8 11111101/
1,对模拟废水进行氧化处理，结果见图5，如图5所示，处理5分钟后，不同值下废水中甲草胺的降解率均达到70%以上。
【权利要求】
1.一种利用原儿茶酸促进Fe(III)/H202体系修复有机物污染水体的方法，其特征在于:在待修复有机物污染水体中加入原儿茶酸、Fe3+物质，控制体系为酸性条件下，加入H2O2，进行有机物污染水体的修复。
2.根据权利要求1所述的利用原儿茶酸促进Fe(III)/H202体系修复有机物污染水体的方法，其特征在于:所述体系的PH值控制为< 5。
3.根据权利要求1或2所述的利用原儿茶酸促进Fe(III)/H2O2体系修复有机物污染水体的方法，其特征在于:所述在待修复有机物污染水体中加入原儿茶酸、Fe3+物质后的体系的PH值超过所要求的pH值时，加无机酸调节体系的pH值为设定pH值。
4.根据权利要求1所述的利用原儿茶酸促进Fe(III)/H2O2体系修复有机物污染水体的方法，其特征在于:所述原儿茶酸和Fe3+物质的摩尔比为1:0.5?2，其中Fe3+物质的摩尔浓度以Fe3+的摩尔浓度计。
5.根据权利要求1所述的利用原儿茶酸促进Fe(III)/H202体系修复有机物污染水体的方法，其特征在于:所述原儿茶酸在体系中的浓度为0.1?I毫摩尔/升。
6.根据权利要求1所述的利用原儿茶酸促进Fe(III)/H2O2体系修复有机物污染水体的方法，其特征在于:所述H2O2和原儿茶酸的摩尔比为I?100:1。
7.根据权利要求1所述的利用原儿茶酸促进Fe(III)/H202体系修复有机物污染水体的方法，其特征在于:所述Fe3+物质是九水合硝酸铁、六水合三氯化铁或硫酸铁中的一种。
8.根据权利要求1所述的利用原儿茶酸促进Fe(III)/H202体系修复有机物污染水体的方法，其特征在于:所述加入H2O2后对体系进行搅拌，使溶液充分混合，然后进行修复。
9.根据权利要求1所述的利用原儿茶酸促进Fe(III)/H202体系修复有机物污染水体的方法，其特征在于:所述修复过程中，根据有机污染物的修复情况，根据需要补加h2o2。。
10.根据权利要求1所述的利用原儿茶酸促进Fe(III)/H2O2体系修复有机物污染水体的方法，其特征在于:所述有机物包括但不限于阿特拉津、甲草胺、4-氯苯酚、罗丹明B。
【文档编号】C02F1/72GK104310567SQ201410608101
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】张礼知, 秦雅鑫 申请人:华中师范大学