CN105800765B - 过氧化硫酸钠的应用 - Google Patents

Abstract

过氧化硫酸钠（EHP）的应用，可用于氧化降解高COD污染废水。本发明操作简便，仅需将EHP加入废水中溶解反应即可。另外EHP还具有杀菌和消毒的作用，符合环保要求。使用EHP降解高COD污染废水，在室温下直接向高COD废水中加入EHP就具有良好的降解效果，降解率达92%。该方法操作非常简便，节省成本，具有广阔的市场应用前景。

Description

过氧化硫酸钠的应用

技术领域

本发明涉及水污染处理领域，具体涉及一种物质为过氧化硫酸钠(EHP)在氧化降解废水中污染物的应用。

背景技术

水是人类和其它生物体赖以生存的物质资源。随着工业飞速发展，大量有毒、有害污染物任意排放，对环境和人类的健康造成了严重的危害。如，卤代烃、芳香烃等各种有机污染物直接向水体中排放或泄露等事件时有发生，严重污染了水、土壤和大气，它们不仅对生物体有直接的毒害作用，而且还有潜在的致癌、致畸作用。

目前，有机污染物的治理在国内外已取得了一定的研究成果，其中化学氧化法使用于有机污染物的降解，常见以高锰酸钾、臭氧、过氧化氢、过硫酸钠等作为主要氧化剂。但也存在一些不足，总体来讲，高锰酸钾的氧化降解效果略低，臭氧的使用价格相对高昂，过氧化氢反应剧烈，放出热量，在中性或铁、酶等催化剂的条件下主要产生氧气，损耗了大量的过氧化氢，降低了过氧化氢的利用率。因此在实际应用中产生了一些不利影响，造成了一定的经济损失。由此，很多研究者在此基础上也进行了一定的改进，举例如下：

中国专利CN 102627371公开了紫外光助类-芬顿氧化降解低浓度甲醇废水的方法。即向浓度低于100mg/L的甲醇废水中加入硫酸调节，使甲醇废水pH值为3-6，再加入七水硫酸亚铁和草酸钠，溶解后加入30％的过氧化氢，在紫外光照射下氧化降解10-60分钟，甲醇去除率可达100％。但该发明仅可适用于低浓度有机污染物的氧化降解作用。

中国专利CN101254987公开了难降解废水深度净化回用处理方法，废水pH为3-5，第一步微电解法处理，第二步光助催化氧化法处理，第三步调整废水pH值到6.8-7.8，第四步强化絮凝法处理，第五步微波催化氧化法处理，最后再用UV光催化处理，澄清过滤后达到回用水质要求。该专利处理过程相对繁杂，在实际工程运用上难度较大。

中国专利CN 104692515公开了一种加强活化过氧化钙去除水中氯代烯烃的方法。该方法利用过氧化钙的氧化作用，添加三价铁离子对氧化剂进行活化，加入柠檬酸强化活化效果，氧化处理氯代烯烃污染物，具有氧化能力强、稳定性高、氧化作用持久的特点。中国专利CN104445570公开了一种过硫酸盐-过氧化钙双氧化剂去除多环芳烃类物质甲基萘的方法，适用于受污染的地下水修复领域。向含有甲基萘的水体中，加入过硫酸盐及过氧化钙，维持pH在中性偏酸性条件下反应4-5天，即可氧化去除污染物质。但这两个方法的产物均为碱性物质氢氧化钙，会影响水体以及环境的pH值，另外产生了大量的沉淀。

EHP是一种新型精细化工产品，主要由硫酸钠、过氧化氢和氯化钠在一定的条件下通过化合反应制得的，目前仅有少量的文献报道制备方法以及应用。德国专利DE2530539公开了EHP的制备方法，以无水硫酸钠和氯化钠混合物中加入了过氧化氢反应制得，从合成反应溶液中结晶，通过过滤、离心得到结晶物，干燥后得到成品。中国专利CN 101559929公开了稳定的EHP制备方法，由硫酸钠、氯化钠和过氧化氢水溶液和结晶助剂制得，产品的分解率低于2％。

EHP有完整的笼状晶体结构，因而具有很好的稳定性，不易分解失效。另外EHP还具有易溶、中性、无毒、环保等特点被使用。中国专利CN 102924325公开了头抱菌素类药物中间体的制备方法，以2-烷氧基亚胺基乙酞乙酸醋为起始原料，用澳化物/EHP加合物为澳代试剂，在酸性试剂条件和光照作用下于有机溶剂中反应得到。中国专利CN 1792863公开了水产养殖增氧、净水及其制备方法，经包膜处理的EHP过程中添加了稳定剂，达到控制释氧速度、提高净水效率的目的。

近年来，虽然对于EHP的制备、性质和应用已经有了少许报道，但是还未见报道将EHP作为氧化剂降解高COD污染废水。

发明内容

解决的技术问题：本发明提供一种过氧化硫酸钠(EHP)在氧化降解高COD污染废水中的应用。

技术方案：EHP在氧化降解高COD污染废水中的应用。上述EHP为由硫酸钠、过氧化氢和氯化钠在一定的条件下通过化学反应合成制得的具有笼状晶体的无机化合物，化学式为：Na₉H₄(SO₅)₄Cl。其化学式也可按反应物及其摩尔量简单表示为：4Na₂SO₄·2H₂O₂·NaCl。

所述EHP中，过氧根含量不小于9wt.％，含水量低于1wt.％，水溶液的pH值为6-9，稳定度不小于99.5％，所述稳定度为1g的EHP样品在105℃烘干2h后，置于干燥器内1个月称重，以称重前后的质量差计算百分比。

上述废水的COD浓度范围为500-20000mg/L，废水的pH为7-8。

上述EHP中，20-200目的粒径分布不小于90％。

EHP氧化降解高COD污染废水的步骤为：(1)直接将EHP投加到污染废水液中，至完全溶解反应；(2)根据废水中不同的COD浓度，EHP与废水的固液比为1:2-1:100，单位g/mL；(3)反应温度为室温。

有益效果：本发明的降解高COD污染废水的新方法，将降解处理高COD污染废水后，依据HJ/T 132-2003《高氯废水化学需氧量的测定碘化钾碱性高锰酸钾法》标准，废水的COD降解率达到92％。本发明的降解有机污染废水的材料EHP有较好的稳定性，可以长时间保存。当其溶于水时，可缓慢释放自由基氧化降解废水中的污染物，大大提高EHP的利用效率。同时EHP易溶、无毒，且廉价易得。本发明操作简便，仅需将EHP加入废水中溶解反应即可。另外EHP还具有杀菌和消毒的作用，符合环保要求。使用EHP降解高COD污染废水，在室温下直接向废水中加入EHP就具有良好的降解效果，降解率达92％。该方法操作简便，节省成本，具有广阔的市场应用前景。

具体实施方式

实例中的废水取自某地湖水，该湖被周边多家工厂直接排放的工业污水严重污染，COD的浓度范围为5000-18000mg/L。

实施例1

取该湖的废水样品，其COD浓度为7240mg/L，pH＝7.3。将EHP和废水样品分别按固液比分别为1:10、2:10、3:10(g/mL)混合，并使EHP充分溶解。

在室温20±2℃下反应5、10、15、20天后，分别测定各废水样品COD浓度并计算降解率，分析结果见表1。

表1实施例1废水的COD降解率

实施例1结果表明，COD为7240mg/L的废水在降解15-20天后，COD的降解率达92％，且固液比为2:10时可达最大降解率，当固液比1:10时，废水COD降解率仅为63％。

实施例2

取该湖的废水样品，其COD浓度为7240mg/L，pH＝7.3。用1mol/L的硫酸调节废水的pH为3，加入七水硫酸亚铁，使废水中亚铁离子含量为0.5mmol/L，将EHP和废水样品分别按固液比为1:10、2:10(g/mL)混合，并使EHP完全溶解。按实施例1进行对照试验后，分别测定各废水样品COD浓度并计算降解率，分析结果见表2。

表2实施例2废水的COD降解率

实施例2结果表明，EHP可直接在pH为中性下正常降解污染废水COD，与实施例1相比较，COD的降解率基本相同，无需投加亚铁离子催化剂，减少操作步骤和成本。

实施例3

取该湖的废水样品，废水COD浓度分别为1650mg/L、3250mg/L、14080mg/L，pH＝7.3，进行降解反应。将EHP和废水样品分别按固液比为1:25(1650mg/L)、2:25(3250mg/L)、10:25(14080mg/L)(g/mL)混合，即EHP中过氧根的初始浓度和废水COD浓度约为5:2(mg/L)。按实施例1进行试验，反应25天后，分别测定各废水样品COD浓度并计算降解率，分析结果见表3。

表3实施例3废水的COD降解率

实施例3结果表明，当EHP中过氧根的初始浓度和废水COD浓度约为5:2时(g/L)，废水降解率可达92％，因此，虽然EHP和废水COD初始浓度不同，但在相同初始浓度比例时，COD降解率相同。

Claims (1)

1.过氧化硫酸钠在氧化降解高COD污染废水中的应用，其特征在于所述过氧化硫酸钠为 由硫酸钠、过氧化氢和氯化钠通过化学反应合成制得的具有笼状晶体的无机化合物，化学式为：4Na₂SO₄·2H₂O₂·NaCl，所述废水的pH为7-8，COD浓度范围为500-20000mg/L，过氧化硫酸钠中过氧根含量不小于9 wt.%，含水量低于1 wt.%，水溶液的pH值为6-9，稳定度不小于99.5%，所述稳定度为1g的过氧化硫酸钠样品在105℃烘干2h后，置于干燥器内1个月称重，以称重前后的质量差计算百分比，过氧化硫酸钠和废水样品按固液比2:10混合，单位g/mL。