量皆采用浓度来表征，为本技术领域常识。本发明方法过程中“在有氧条件下进行”，例如直接暴露在空气中，为常规技术手段。
[0037]实施例一
[0038]本实施例是在射流混合器中进行的，具体步骤如下:
[0039]将含有5μΜ卡马西平的制药废水pH调至8.0，同时加入50μΜ的高铁酸钾和500μΜ的焦亚硫酸钠(亚硫酸盐和高铁酸钾的摩尔比为10)，只要30s即可氧化80%的卡马西平。[°04°]进一步将水样移至混凝设备中:快速搅拌0.5min，搅拌速度为10rpm，慢速搅拌15min，搅拌速度为40rpm，沉淀20min后卡马西平的去除率为90%。
[0041 ]当单独使用高铁酸钾时，30s时仅仅去除2%的卡马西平。
[0042]与单独加入高铁酸钾相比，加入焦亚硫酸钠后对卡马西平氧化的表观速率常数提高了 33倍。
[0043]具体氧化效果见图1。
[0044]实施例二
[0045]本实施例与实施例一不同的是在旋流混合器中完成的，先向含有5μΜ卡马西平的制药废水中加入500μΜ的焦亚硫酸钠，快速调节pH至8.0，然后加入50μΜ的高铁酸钾。
[0046]实施例三
[0047]将含有5μΜ卡马西平的制药废水pH调至7.0，同时加入50μΜ的高铁酸钾和250μΜ的焦亚硫酸钠(亚硫酸盐和高铁酸钾的摩尔比为5)，只要30s即可去除74%的卡马西平.
[0048]进一步将水样移至混凝设备中:快速搅拌1.0min，搅拌速度为200rpm，慢速搅拌15min，搅拌速度为40rpm，沉淀25min后卡马西平的去除率为83%。
[0049]进一步加入聚合氯化铝混凝剂后快速搅拌1.0min，搅拌速度为200rpm，慢速搅拌1511^11，搅拌速度为40印111，沉淀251^11后卡马西平的去除率为91%。
[0050]当单独使用高铁酸钾时，30s时仅仅去除3%的卡马西平。
[0051]与单独高铁酸钾相比，加入焦亚硫酸钠后对卡马西平去除的表观速率常数提高了34倍。反应在管道混合器中进行。
[0052]具体氧化效果见图2。
[0053]实施例四
[0054]向含有5μΜ咖啡因的模拟工业废水加入500μΜ焦亚硫酸钠，快速将水样pH调至3.0，然后加入50μΜ的高铁酸钾，使得亚硫酸盐与高铁酸钾摩尔比为10，反应时间为30s时对咖啡因的去除率为51 %。
[0055]进一步将水样移至混凝设备中:快速搅拌1.5min，搅拌速度为300rpm，慢速搅拌15min，搅拌速度为40rpm，沉淀30min后咖啡因的去除率为60%。
[0056]而单独高铁酸钾在30s时对咖啡因的去除率仅为8%，反应时间为20min时对咖啡因的去除率是17%。
[0057]与单独高铁酸钾氧化相比，加入焦亚硫酸钠后对咖啡因去除的表观速率常数提高了31 倍。
[0058]具体氧化效果见图3。
[0059]实施例五
[0060]将含有5μΜ环丙沙星的生活污水二级出水水样pH调至5.0，同时加入50μΜ的高铁酸钾和500μΜ的焦亚硫酸钠(亚硫酸盐和高铁酸钾的摩尔比为10)，反应时间为30s时对环丙沙星的去除率为76%。
[0061]进一步将水样移至混凝设备中:快速搅拌0.5min，搅拌速度为200rpm，慢速搅拌1min，搅拌速度为50rpm，沉淀25min后环丙沙星的去除率为85%。
[0062]而单独高铁酸钾在30s时对环丙沙星的去除率仅为8.3%，反应时间为15min时对环丙沙星的去除率是63%。
[0063]与单独高铁酸钾氧化相比，加入焦亚硫酸钠后对环丙沙星去除的表观速率常数提高了 29倍。
[0064]具体氧化效果见图4。
[0065]实施例六
[0066]本实施例与实施例一不同的是加入250μΜ的焦亚硫酸钠，使得焦亚硫酸盐和高铁酸钾的摩尔比为5，30s时去除70%的卡马西平。
[0067]进一步将水样移至混凝设备中:快速搅拌0.5min，搅拌速度为200rpm，慢速搅拌20min，搅拌速度为60rpm，沉淀30min后卡马西平的去除率为81 %。
[0068]加入焦亚硫酸钠后对卡马西平去除的表观速率常数比单独高铁酸钾的提高26倍。
[0069]具体氧化效果见图5和图1(b)。
[0070]实施例七
[0071]本实施例与实施例一不同的是水样的初始pH为9.0，同时加入焦亚硫酸钠和高铁酸钾后，反应时间为30s时对卡马西平的去除率达到85%，进一步混凝后卡马西平的去除率为97.2%。而单独高铁酸钾在反应30s时对卡马西平的去除率仅有5%。与单独高铁酸钾氧化相比，加入焦亚硫酸钠后对卡马西平去除的表观速率常数提高了81倍。
[0072]具体氧化效果见图6。
[0073]实施例八
[0074]本实施例与实施例七不同的是先向含有5μΜ卡马西平的制药废水中加入500μΜ的焦亚硫酸钠，快速调节pH至9.0，然后加入50μΜ的高铁酸钾。
[0075]实施例九
[0076]本实施例与实施例七不同的是加入250μΜ的焦亚硫酸钠，使得焦亚硫酸盐和高铁酸钾的摩尔比为5，30s时去除79%的卡马西平。
[0077]进一步将水样移至混凝设备中:快速搅拌1.0min，搅拌速度为200rpm，慢速搅拌15min，搅拌速度为50rpm，沉淀20min后卡马西平的去除率为88%。
[0078]进一步加入聚合硫酸铁混凝剂后快速搅拌1.0min，搅拌速度为200rpm，慢速搅拌15min，搅拌速度为50rpm，沉淀20min后卡马西平的去除率为93.4%。
[0079]加入焦亚硫酸钠后对卡马西平去除的表观速率常数比单独高铁酸钾的提高44倍。
[0080]具体氧化效果见图7和图6(b)。
[0081 ]实施例十
[0082]本实施例与实施例七不同的是加入ΙΟΟΟμΜ的焦亚硫酸钠，使得焦亚硫酸盐和高铁酸钾的摩尔比为20，30s时去除56%的卡马西平。
[0083]进一步将水样移至混凝设备中:快速搅拌1.5min，搅拌速度为200rpm，慢速搅拌15min，搅拌速度为40rpm，沉淀25min后卡马西平的去除率为70%。
[0084]进一步加入聚合氯化招混凝剂后快速搅拌1.5min，搅拌速度为200rpm，慢速搅拌15min，搅拌速度为40rpm，沉淀25min后卡马西平的去除率为78 %。加入焦亚硫酸钠后对卡马西平去除的表观速率常数比单独高铁酸钾的提高25倍。
[0085]具体氧化效果见图8和图6(b)。
[0086]实施例^^一
[0087]本实施例与实施例三不同的是先向含有5μΜ卡马西平的制药废水中加入250μΜ的焦亚硫酸钠，快速调节pH至7.0，然后加入50μΜ的高铁酸钾。
[0088]实施例十二
[0089]本实施例与实施例四不同的是先向含有5μΜ咖啡因的模拟工业废水中加入500μΜ的焦亚硫酸钠，快速调节pH至3.0，然后加入50μΜ的高铁酸钾。
[0090]实施例十三
[0091]本实施例与实施例一不同的是加入含有5μΜ的硝基苯模拟工业废水，反应30s去除29.1%的硝基苯，而单独加入高铁酸钾时，反应20min近去除约I %的硝基苯。
[0092]具体效果见图9。
[0093]实施例十四
[0094]某工业园区综合废水生化处理后的出水COD为120mg/L，调节pH至6.5，然后快速加入高铁酸钾25mg/L、焦亚硫酸钠120mg/L，反应1s后⑶D降低为80mg/L。然后加入硫酸铁混凝剂100mg/L进一步反应沉淀后，COD可降低为50mg/L。
[0095]实施例十五
[0096]本实施例与实施例十四不同的是印染废水生化处理后的出水COD为100mg/L，调节pH至6.5，然后快速加入高铁酸钾2511^/1、焦亚硫酸钠11011^/1，反应108后0)0降低为6511^/L。然后加入氯化铝混凝剂50mg/L进一步反应沉淀后，COD可降低为50mg/L。
[0097]综上实施例用于支持和再现本发明技术方案。本发明利用焦亚硫酸盐活化高铁酸盐产生高活性中间态的Fe(IV)和Fe(V)，首先对水中有机污染物进行快速氧化，之后混凝步骤和/或外加混凝剂进一步去除水中的有机污染物。Fe(IV)和Fe(V)具有比高铁酸盐更高的氧化速率和氧化能力，能够在30秒内实现对水中有机污染物的去除，而且可以氧化高铁酸盐无法氧化的污染物，而后续的混凝过程可进一步提高有机污染物的去除效率。本发明工艺简单，可操作性强，运行费用低，具有广阔的应用前景。
【主权项】
1.一种利用焦亚硫酸盐活化高铁酸盐快速去除水中有机污染物的方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将待处理的水样的pH调节到3.0-9.0的范围内； (2)向待处理水中加入焦亚硫酸盐和高铁酸盐，焦亚硫酸盐和高铁酸盐的摩尔比为2-20;即刻完成氧化还原反应，待处理水样中的目标污染物可在30s内即被氧化。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，水样经过上述步骤(1)、步骤(2)处理后，实施步骤(3):将水样移至混凝设备中继续混凝搅拌:先快速搅拌0.5-1.5min，搅拌速度为100-300rpm，接着慢速搅拌10_20min，搅拌速度为40_60rpm，再沉淀20_30min。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，其特征在于，可以直接向反应体系内外加混凝剂进一步去除水中的有机污染物。
【专利摘要】一种利用焦亚硫酸盐活化高铁酸盐快速去除水中有机污染物的方法，涉及一种利用焦亚硫酸盐活化高铁酸盐产生中间态铁(Fe(V)和Fe(IV))快速氧化去除水中有机污染物的方法。不仅可以用于生活污水的深度处理，也可用于高浓度有机废水的深度处理。有以下优越性：(1)是绿色安全的固体试剂，运输方便且价格低廉，应用于现有工艺且不需要对工艺进行改造；(2)该反应需要的条件温和，易于实际应用。(3)反应后产物为三价铁和硫酸根，三价铁具有吸附、助凝的作用，可以增强污染物的去除，在需要时后续可加入混凝剂进一步去除水中的有机污染物。硫酸根无毒无害，是水中的背景离子。(4)本发明中污染物的氧化有更高的氧化效率，氧化速率和氧化能力。
【IPC分类】C02F9/04, C02F1/72
【公开号】CN105600911
【申请号】CN201610094932
【发明人】关小红, 董红钰, 王辉, 范文娟, 乔俊莲
【申请人】同济大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年2月22日