一种利用溶解态黑碳活化氧化剂降解有机污染物的方法与流程

本发明属于水污染处理，具体涉及一种利用溶解态黑碳活化氧化剂降解有机污染物的方法。

背景技术：

1、地下水作为重要的饮用水源和战略水资源，在全球范围内正面临着日益严重的有机污染威胁。目前，地下水修复领域主要依赖于原位修复技术，即在不抽出地下水的情况下，直接在地下含水层中对污染物进行去除、转化或固定。与异位修复相比，原位修复具有扰动小、修复效率高、成本相对较低等优势。然而，现有技术仍存在明显局限性：传统的渗透性反应屏障技术往往受限于固定反应区的位置，难以有效应对污染羽范围的扩大；而化学氧化技术虽然反应迅速，但常因氧化剂传输效率低、与污染物接触不充分等原因导致修复效果不佳。尤其对于渗透性较差的含水层或非水相液体污染物，现有技术的处理效果更加有限。

2、高碘酸盐（periodate）作为一种强氧化剂，近年来在有机污染治理领域展现出显著潜力。与过硫酸盐、过氧化氢等传统氧化剂相比，高碘酸盐具有更高的氧化选择性，能够针对性地降解含不饱和键和特定官能团的有机污染物。然而，高碘酸盐在实际应用中也面临诸多挑战。其自身氧化速率较慢，尤其在低温、中性ph或污染物浓度较低的条件下，对有机物的降解效率显著下降。因此，需要通过活化手段提升高碘酸盐的氧化能力。目前常见的高碘酸盐活化方式包括热活化、紫外光活化、过渡金属离子活化等，但这些方法各有局限：热活化和紫外光活化需要外部能源输入，增加了操作复杂性和成本；过渡金属离子活化可能导致催化剂流失、沉淀堵塞含水层等问题，影响修复效果的持久性。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种利用溶解态黑碳的原位修复有机污染土壤地下水的方法，为地下水有机污染修复提出一种简单、低成本、环境友好的新方法。

2、本发明提供的技术方案如下所示：

3、本发明提供一种利用溶解态黑碳活化氧化剂降解有机污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、获取农作物秸秆，对所述农作物秸秆进行预处理，得到生物炭；

5、将生物炭进行研磨、过筛后加入去离子水中，依次进行搅拌和超声处理，得到悬浮液；

6、将所述悬浮液进行过滤，收集滤液，并将滤液ph调节至预设值后，得到溶解态黑碳溶液；

7、将溶解态黑碳溶液和氧化剂与待处理的水充分混合，实现有机污染物的降解；其中，所述氧化剂为高碘酸盐。

8、进一步的，所述高碘酸盐选自高碘酸钠、高碘酸钾、高碘酸铵中的一种或多种。

9、进一步的，所述对所述农作物秸秆进行预处理包括：

10、将经过粉碎的农作物秸秆过40目筛后置于马弗炉中，在惰性气体保护下进行热解炭化，得到生物炭。

11、进一步的，所述热解炭化的条件为：从20℃以5~10℃/min的速率升温至350~500℃热解3~8h。

12、进一步的，所述将生物炭进行研磨、过筛后加入去离子水中，研磨、过筛后得到的生物炭粉末和去离子水的质量体积比为30~50g:480~800ml。

13、进一步的，所述过筛为过100目筛；所述超声处理的功率为100~200 w，时间为30~60min；所述过滤采用0.45μm的滤膜。

14、进一步的，所述滤液ph调节至预设值为6.9±0.1。

15、进一步的，所述将溶解态黑碳溶液和氧化剂与待处理的水充分混合中，所述溶解态黑碳溶液的投加浓度为20~40mgc/l。

16、进一步的，所述农作物秸秆选自玉米秸秆、花生秸秆、高粱秸秆、小麦秸秆中的至少一种。

17、进一步的，所述有机污染物包括但不限于邻苯二甲酸二乙酯。

18、有益效果

19、本发明中溶解态黑碳作为一种天然来源、易于迁移、表面富含活性位点的材料，其稳定的芳香结构确保了在复杂地下水环境中的持久活性，而丰富的表面官能团为高碘酸盐活化提供了多样化的反应位点，有效活化高碘酸盐，产生强氧化性物种，从而高效降解有机污染物。本发明利用绿色、易获取的溶解态黑碳进行活化，避免了外部能量输入或金属催化剂带来的成本与二次污染问题，为地下水有机污染治理提供了一种创新解决方案。

20、本发明与传统用于活化高碘酸盐的技术相比（热活化、紫外光活化、过渡金属离子活化），具有快速、简单、低成本、环境友好的特点。本发明开发了一种基于溶解态黑碳活化高碘酸盐的地下水原位修复技术，为地下水有机污染修复提出一种简单、低成本、环境友好的新方法。

1.一种利用溶解态黑碳活化氧化剂降解有机污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的利用溶解态黑碳活化氧化剂降解有机污染物的方法，其特征在于，所述高碘酸盐选自高碘酸钠、高碘酸钾、高碘酸铵中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的利用溶解态黑碳活化氧化剂降解有机污染物的方法，其特征在于，所述对所述农作物秸秆进行预处理包括：

4.根据权利要求3所述的所述利用溶解态黑碳活化氧化剂降解有机污染物的方法，其特征在于，所述热解炭化的条件为：从20℃以5~10℃/min的速率升温至350~500℃热解3~8h。

5.根据权利要求1所述的利用溶解态黑碳活化氧化剂降解有机污染物的方法，其特征在于，所述将生物炭进行研磨、过筛后加入去离子水中，研磨、过筛后得到的生物炭粉末和去离子水的质量体积比为30~50g:480~800ml。

6.根据权利要求1所述的利用溶解态黑碳活化氧化剂降解有机污染物的方法，其特征在于，所述过筛为过100目筛；所述超声处理的功率为100~200 w，时间为30~60min；所述过滤采用0.45μm的滤膜。

7.根据权利要求1所述的利用溶解态黑碳活化氧化剂降解有机污染物的方法，其特征在于，所述滤液ph调节至预设值为6.9±0.1。

8.根据权利要求1所述的利用溶解态黑碳活化氧化剂降解有机污染物的方法，其特征在于，所述将溶解态黑碳溶液和氧化剂与待处理的水充分混合中，所述溶解态黑碳溶液的投加浓度为20~40mgc/l。

9.根据权利要求1所述的利用溶解态黑碳活化氧化剂降解有机污染物的方法，其特征在于，所述农作物秸秆选自玉米秸秆、花生秸秆、高粱秸秆、小麦秸秆中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的利用溶解态黑碳活化氧化剂降解有机污染物的方法，其特征在于，所述有机污染物包括但不限于邻苯二甲酸二乙酯。