【】本发明涉及环境技术的废水处理领域，具体涉及一种光助含杂原子取代烃脱除杂原子的方法。
背景技术
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背景技术：
1、含杂原子取代烃作为一种重要的有机溶剂和精细化工原料而被广泛使用。随着工业化进程的加快，含杂原子取代烃的废弃物不断增多。在使用和处置过程中，其通过挥发，燃烧，泄露等途径进入大气、水体和土壤环境。而且含杂原子取代烃因其使用量大，应用范围广(例如氯代烃也是饮用水氯气消毒的副产物)，其对地下水的污染也在不断加剧。随着经济的迅猛发展，地下水水体的含杂原子取代烃污染问题也越来越突出。
2、绝大多数杂原子取代烃属于高毒性，难降解的持久性有机污染物。这类物质在环境中的持久存在对生态环境和人类健康造成极大的危害(对人体的危害也已经得到了usepa等机构的认同)，已严重威胁到社会与经济的可持续发展，因而成为各国优先控制的污染物。
3、由于含杂原子取代烃有机污染物废水具有毒性高、难降解的特点，使得生物处理、化学氧化、吸附、膜技术等传统的生物/化学/物理处理方法很难实现其矿化。现有技术存在技术经济方面的缺陷，难以广泛推广使用。
4、含杂原子取代烃废水的处理具有十分重大的环境效益，随着人们对有机杂原子取代烃危害认识的逐步加深，寻求一种有效，经济地去除杂原子取代烃的方法，已成为环保领域迫在眉睫的艰巨任务。
5、因此，进一步开发针对此类有机污染物的技术经济有效的脱除技术非常必要。
6、为了解决以上问题，提出本发明。
技术实现思路
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技术实现要素：
1、本发明的目的是为了在环境保护的同时，兼顾经济、高效、且环境友好地(尽量避免污染转移和二次污染)脱除杂原子取代烃的需要，而提出了一种模拟自净过程的“仿生”方法，即在适宜的ph条件下，通过光、含过渡金属的化合物、磷酸盐和助剂的协同作用，以脱除杂原子取代烃中的杂原子为主要目标，实现杂原子取代烃污染物的治理。
2、该方法包括将含过渡金属的化合物、磷酸盐和助剂加入到含低浓度杂原子取代烃的水体中，并调节溶液的ph，然后将此溶液在自然光或模拟太阳光照射下进行脱除杂原子操作，直至溶液中的杂原子取代烃浓度达到排放标准。
3、本发明通过以下技术方案实现：
4、本发明第一方面提供了一种光助杂原子取代烃脱除杂原子的方法。具体方法为：在含低浓度杂原子取代烃的水体中加入含过渡金属的化合物、磷酸盐和助剂等，控制溶液的ph值，然后在自然光或模拟太阳光照射下进行脱除杂原子的过程。
5、优选地，控制溶液的ph值5-9，更优选地，ph值为5.5-8.5。
6、优选地，自然光或模拟太阳光照射的光强为10～60mw/cm2，照射方式优选先密封光照脱除杂原子后，再敞口光照继续降解有机物；照射的时间控制为生成的含杂原子的无机离子(例如卤离子，硫酸根)不再增加时的时间为截止时间。
7、优选地，所述杂原子取代烃选自卤代化合物，硝基化合物，，亚硝基化合物，磺酸化合物中的一种或多种的混合物；当杂原子取代烃为为硝基或亚硝基化合物时，同时降低水体的总氮量(tn)；所述磷酸盐选自磷酸或其钾盐、钠盐、铵盐的一种或它们的混合物；所述磷酸盐与过渡金属离子的比例1-10：1；
8、优选地，所述助剂为具有一定配位能力的物质，选自酒石酸或其钾/钠盐，苹果酸或其钾/钠盐，柠檬酸或其钾/钠盐，富马酸或其钾/钠盐，乙酸或其钾/钠盐，乙醇，甲酸或其钾/钠盐，甲醇，草酸或其钾/钠盐的一种或它们的混合物；所述助剂与杂原子取代烃的摩尔比为0.1-100：1。
9、优选地，所述含过渡金属的化合物选自含二价和/或三价铁化合物，含二价和/或三价锰化合物，含二价和/或一价铜化合物，含二价和/或三价钴化合物中的一种或多种的混合物。
10、优选地，所述含二价和/或三价铁化合物，含二价和/或三价锰化合物，含二价和/或一价铜化合物，含二价和/或三价钴化合物选自铁、锰、铜、钴的盐酸盐、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、氢氧化物或氧化物。
11、优选地，所述含二价和/或三价铁化合物选自氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁、碳酸铁、磷酸铁、氢氧化铁、羟基氧化铁、三氧化二铁、四氧化三铁中的一种或多种的混合物；
12、优选地，所述含二价和/或三价锰化合物选自二氯化锰(ii)、三氯化锰(iii)、硫酸锰(ii)、硫酸锰(iii)、碳酸锰(ii)、碳酸锰(iii)、乙酸锰(ii)、乙酸锰(iii)、磷酸锰(ii)、磷酸锰(iii)、四氧化三锰、三氧化二锰、氢氧化锰中的一种或多种的混合物；
13、所述含二价和/或一价铜化合物选自氯化铜、氯化亚铜、硫酸铜、硫酸亚铜、乙酸铜、草酸铜、碳酸铜、碳酸亚铜、磷酸铜、磷酸亚铜、氢氧化铜、氧化铜、氧化亚铜中的一种或多种的混合物；
14、所述含二价和/或三价钴化合物选自二氯化钴(ii)、三氯化钴(iii)、硫酸钴(ii)、硫酸钴(iii)、碳酸钴(ii)、碳酸钴(iii)、磷酸钴(ii)、磷酸钴(iii)、四氧化三钴、三氧化二钴、氢氧化钴中的一种或多种的混合物。
15、本发明第二方面提供了一种光助杂原子取代烃的脱除方法。在含低浓度杂原子取代烃的水体中加入含过渡金属的化合物、磷酸盐和助剂等，控制溶液的ph值，然后在自然光或模拟太阳光照射下进行脱除杂原子取代烃的过程。
16、优选地，控制溶液的ph值5-9，更优选地，ph值为5.5-8.5；自然光或模拟太阳光照射的光强为5-60mw/cm2；照射的时间控制为当杂原子取代烃的残余量达到国家排放标准的时间为截止时间。
17、本发明的关键点/技术特点是在近自然水体环境下(模拟自净过程)，以绿色清洁太阳能为能源，通过光与含过渡金属的化合物、磷酸盐和助剂的协同作用，实现了脱除杂原子取代烃中的杂原子，并进一步消除杂原子取代烃污染。
18、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
19、(1)本着在环境保护的同时，兼顾经济、高效、且环境友好地(尽量避免污染转移和二次污染)脱除污染物的理念，在破解自然水体自净作用的基础上，提出了一种通过模拟自净过程来深度处理难降解有机污染物的“仿生”方法。本发明基于水体自净化作用，在接近自然水体环境(ph值，自然光照条件)下，模拟水体的自净化过程，巧妙借助光、含过渡金属的化合物、磷酸盐和助剂的协同作用，成功实现以脱除杂原子取代烃中的杂原子为突破点，进而实现杂原子取代烃污染物的治理。
20、(2)以清洁能源—太阳能为能源，避免了传统热能消耗过程中伴生的污染转移和二次污染；所用原料经济易得，其中所含物种均为自然水体中普遍存在物种，无需专门制备催化剂，尽量避免了催化剂制备过程中伴随的污染转移和二次污染。在接近自然水体环境的近中性环境下操作，可节约酸/碱用量，以及减少伴生的盐量。
21、(3)本发明设备简单，操作简便；治理过程中未向体系中添加任何有害元素；处理条件接近水体自然条件，因此对水体“伤害”小；过渡金属、磷酸盐均可循环使用；本发明方法既保留了环境相容优势，又加速了水体治理所需时间，因此是一种绿色环保技术。
22、(4)本发明可广泛应用于含杂原子取代烃废水的深度处理，以及任何受其污染的江、河、湖、海和地下水的治理。