本發(fā)明屬于污水處理，具體涉及一種基于鐵錳插層蒙脫石和低分子量腐殖酸降解水體污染物的方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，由于人類活動頻繁和工農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展，地表水體中出現(xiàn)大量的新興污染物，如內(nèi)分泌干擾物、抗生素及雌激素等?；钚匝跷锓N是水體中的氧在電子轉(zhuǎn)移過程中生成的具有較強活性的物質(zhì)，包括羥基自由基（?oh）、單線態(tài)氧（1o2）、及三線態(tài)自由基（3cdom*）等?；钚晕镂锓N具有氧化還原電位高、活性強等特點，可直接攻擊水體中的污染物，將污染物氧化降解成低毒或者無毒的小分子物質(zhì)，并最終完全降解為二氧化碳和水。一般認為，當水體中廣泛存在的還原性鐵或有機質(zhì)等物質(zhì)遇到氧氣時會發(fā)生電子傳遞和能量躍遷，進而產(chǎn)生活性氧物種。所以，尋找具有較高活性氧產(chǎn)生潛力的鐵礦物和有機質(zhì)，輔以合適的還原-氧化過程，是高效產(chǎn)生活性氧物種及降解水體污染物的關(guān)鍵。

2、蒙脫石是由顆粒極細的含水鋁硅酸鹽構(gòu)成的層狀礦物，在自然界廣泛存在，可用于污染物吸附及催化降解等領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)的蒙脫石的層間距有限（約1.0~1.5?nm），不足以實現(xiàn)快速的電子躍遷和能量轉(zhuǎn)移。腐殖酸是湖泊水體廣泛存在的有機物質(zhì)，含有羧基、酚羥基及琨基等活性基團，還原態(tài)腐殖酸的氧化過程是水體活性氧物種的重要來源。與高分子量（1?kda~0.45μm）腐殖酸相比，低分子量（<1?kda）腐殖酸含有更高的芳香性或更多的活性基團，產(chǎn)生活性氧物種的潛力也更高。但是，不管是鐵錳插層蒙脫石還是低分子量腐殖酸，其單一體系在還原-氧化過程中活性氧物種的產(chǎn)生潛力均有限。故發(fā)展一種活性氧物種高效生成方法，并將其應(yīng)用關(guān)于水體新興污染物的降解，可達到生態(tài)、環(huán)境、經(jīng)濟及社會效益的最大化，對于污染湖泊水體、污染河流水體、城市污水廠出水、及養(yǎng)殖廢水的凈化處理均具有重要的戰(zhàn)略意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷和不足，提供了一種基于鐵錳插層蒙脫石和低分子量腐殖酸降解水體污染物的方法。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于鐵錳插層蒙脫石和低分子量腐殖酸降解水體污染物的方法，包括以下步驟：

3、將鐵錳插層蒙脫石和低分子量腐殖酸溶液混合形成混合處理液，將混合處理液緩慢加入密封降解池內(nèi)，排出降解池內(nèi)的空氣，形成第一反應(yīng)環(huán)境，攪拌條件下反應(yīng)36-60h；向降解池內(nèi)充入空氣，形成第二反應(yīng)環(huán)境，攪拌條件下反應(yīng)3-6h；然后加入污染水體，對水體中的污染物進行降解；其中，混合處理液中鐵錳插層蒙脫石和低分子量腐殖酸溶液固液比為1g：500~1000ml；第一反應(yīng)環(huán)境為空氣中氧氣含量小于4%，水體中溶解氧小于0.2?mg/l；第二反應(yīng)環(huán)境為空氣中氧氣含量大于15%，水體中溶解氧大于15?mg/l。

4、其中，鐵錳插層蒙脫石的制備過程如下：

5、s1取蒙脫石加入到去離子水中，25~40℃水浴攪拌2h，使其充分溶脹，形成蒙脫石懸浮液；

6、s2取濃度為0.40~0.60m?fecl3·6h2o溶液和0.35~0.60m?mncl2溶液緩慢滴加至蒙脫石懸浮液中，300-500rpm速度攪拌1.5~2.5h，50~70oc條件下陳化12~24h；離心、干燥研磨，獲得鐵錳插層蒙脫石。

7、進一步，fecl3·6h2o溶液與蒙脫石懸浮液的體積比為0.50~0.60:1；mncl2溶液與蒙脫石懸浮液體積比為0.20~0.30:1。

8、進一步，去離子水/蒙脫石的質(zhì)量比為45~65：1。

9、其中，低分子量腐殖酸的制備過程如下：

10、稱取腐殖酸粉末，溶解于去離子水中，腐殖酸粉末與去離子水的固液比為1g：5~20ml，室溫ph值為7~10條件下攪拌1-2h，0.45μm微孔過濾后獲得腐殖酸溶液；

11、切向過濾腐殖酸溶液，切向超濾膜的截留孔徑為1.0~2.0?kda，壓力為0.05~0.2mpa，收集透過超濾膜的溶液，即為低分子量腐殖酸。

12、進一步，腐殖酸粉末來源包括土壤、水體、煤炭。

13、進一步，降解池頂部設(shè)有排氣閥，底部內(nèi)表面鋪設(shè)有過濾膜，底部中間位置設(shè)有出水口；降解池通過排氣閥調(diào)節(jié)降解池內(nèi)的環(huán)境。

14、進一步，降解池材質(zhì)為不銹鋼或聚四氟乙烯，過濾膜材質(zhì)為醋酸纖維或玻璃纖維。

15、進一步，混合處理液與待處理水體的體積比為1:300~600。

16、本發(fā)明所達到的有益技術(shù)效果：本發(fā)明提供一種基于鐵錳插層蒙脫石和低分子量腐殖酸降解水體污染物的方法，該方法中低分子量腐殖酸中的羧基、酚羥基和琨基等可以溶解鐵錳插層蒙脫石中的部分fe并形成fe(ⅱ)/fe(ⅲ)-有機質(zhì)絡(luò)合物，這些絡(luò)合物可將電子從鐵錳插層蒙脫石層間結(jié)構(gòu)中的fe(ⅱ)穿梭到o2以促進活性氧物種的產(chǎn)生；此外，低分子量腐殖物質(zhì)中的琨基還可以充當橋梁介導(dǎo)電子將鐵錳插層蒙脫石層間結(jié)構(gòu)中的fe(ⅱ)穿梭到o2從而生成更多的活性氧物種；從而達到降解水體中污染物的目的。蒙脫石和腐殖酸均取自自然環(huán)境，無毒無害；且鐵錳蒙脫石和低分子量腐殖酸制備方法簡單、成本低；與傳統(tǒng)水體污染物降解方法相比，本申請的操作條件溫和、對設(shè)備要求低，安全系數(shù)高，對水體中的抗生素去除率達90~98%，雌激素的去除率達到92~99%，內(nèi)分泌干擾物的去除率達到95~99%。

技術(shù)特征：

1.一種基于鐵錳插層蒙脫石和低分子量腐殖酸降解水體污染物的方法，其特征在于包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鐵錳插層蒙脫石和低分子量腐殖酸降解水體污染物的方法，其特征在于，鐵錳插層蒙脫石的制備過程如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于鐵錳插層蒙脫石和低分子量腐殖酸降解水體污染物的方法，其特征在于：fecl3·6h2o溶液與蒙脫石懸浮液的體積比為0.50~0.60:1；mncl2溶液與蒙脫石懸浮液體積比為0.20~0.30:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于鐵錳插層蒙脫石和低分子量腐殖酸降解水體污染物的方法，其特征在于：去離子水/蒙脫石的質(zhì)量比為45~65：1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鐵錳插層蒙脫石和低分子量腐殖酸降解水體污染物的方法，其特征在于，低分子量腐殖酸的制備過程如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于鐵錳插層蒙脫石和低分子量腐殖酸降解水體污染物的方法，其特征在于：腐殖酸粉末來源包括土壤、水體、煤炭。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鐵錳插層蒙脫石和低分子量腐殖酸降解水體污染物的方法，其特征在于：降解池頂部設(shè)有排氣閥，底部內(nèi)表面鋪設(shè)有過濾膜，底部中間位置設(shè)有出水口；降解池通過排氣閥調(diào)節(jié)降解池內(nèi)的環(huán)境。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鐵錳插層蒙脫石和低分子量腐殖酸降解水體污染物的方法，其特征在于：降解池材質(zhì)為不銹鋼或聚四氟乙烯，過濾膜材質(zhì)為醋酸纖維或玻璃纖維。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于鐵錳插層蒙脫石和低分子量腐殖酸降解水體污染物的方法，其特征在于：混合處理液與待處理水體的體積比為1:300~600。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種基于鐵錳插層蒙脫石和低分子量腐殖酸降解水體污染物的方法，該方法中低分子量腐殖酸中的羧基、酚羥基和琨基等可以溶解鐵錳插層蒙脫石中的部分Fe并形成Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)?有機質(zhì)絡(luò)合物，這些絡(luò)合物可將電子從鐵錳插層蒙脫石層間結(jié)構(gòu)中的Fe(Ⅱ)穿梭到O<subgt;2</subgt;以促進活性氧物種的產(chǎn)生；此外，低分子量腐殖物質(zhì)中的琨基還可以充當橋梁介導(dǎo)電子將鐵錳插層蒙脫石層間結(jié)構(gòu)中的Fe(Ⅱ)穿梭到O<subgt;2</subgt;從而生成更多的活性氧物種；從而達到降解水體中污染物的目的。對水體中的抗生素去除率達90~98%，雌激素的去除率達到92~99%，內(nèi)分泌干擾物的去除率達到95~99%。

技術(shù)研發(fā)人員：徐華成,宋娜,劉飛,趙國強,劉鑫
受保護的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9