强化高锰酸钾氧化去除水中有机污染物的技术综述

第31卷第6期Vol．31No．6水资源保护WATEＲＲESOUＲCESPＲOTECTION2015年11月Nov．2015DOI:10．3880/j．issn．1004-6933．2015．06．010基金项目:国家自然科学基金(51508152);江苏省自然科学基金(BK20150812);中国博士后科学基金面上项目(2015M571660);中央高校基本科研业务费(2014B12614);江苏高校优势学科建设工程资助项目作者简介:张静(1985—)，女，讲师，博士，主要从事水和污水处理领域的化学氧化和催化技术的开发与机理探索。E-mail:zhang_jing@hhu．edu．cn强化高锰酸钾氧化去除水中有机污染物的技术综述张静1，2，朱亮1，2(1．河海大学环境学院，江苏南京210098;2．河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室，江苏南京210098)摘要:探讨投加催化剂或与其他技术联合提高高锰酸钾氧化效能的方法，综述了过渡金属、腐殖酸、络合剂、ABTS、二氧化锰和超声等强化高锰酸钾氧化效能的技术，分析每种技术的优势和缺陷，认为后续研究应注重铁基或者其他过渡金属非均相催化剂的开发，既降低催化剂的成本，也实现催化剂的回收利用。关键词:过渡金属;腐殖酸;络合剂;ABTS;二氧化锰中图分类号:X703文献标志码:A文章编号:1004-6933(2015)06-0062-05ＲeviewonthecatalyticpermanganateoxidationoforganicpollutantsZHANGJing1，2，ZHULiang1，2(1．CollegeofEnvironment，HohaiUniversity，Nanjing210098，China;2．KeyLaboratoryofIntegratedＲegulationandＲesourceDevelopmentonShallowLakes，MinistryofEducation，HohaiUniversity，Nanjing210098，China)Abstract:Aseriesofmethodstoenhancetheperformanceofpermanganateoxidationbyaddingcatalystsorcouplingwithotherwatertreatmentprocessesarediscussed．Thetransitionmetalions，humicacid，ligands，ABTS，manganesedioxideandultrasoundwereprovedtobeeffectiveinincreasingtheoxidationrateofpermanganate．Theadvantagesanddisadvantagesforeachmethodwerediscussedintensively．Thefollowingstudiesshouldbefocusedondevelopingtheheterogeneouscatalystsbasedonironorothertransitionmetals，toreducethecostofcatalysisandmakeitconvenienttosegregateandrecycle．Keywords:transitionmetalions;humicacid;ligand;ABTS;manganesedioxide1研究背景高锰酸钾是水处理领域常见的氧化剂，既可以作为亲核试剂参与反应，也可以作为亲电试剂参与反应。高锰酸钾在氧化过程中对有机污染物具有选择性，尤其是对含有富电子基团的有机物，如酚、双键、苯胺基团［1-2］等。高锰酸钾可以选择性地破坏富电子基团有机物的不饱和键，导致有机物极性增加、可生化性提高，甚至部分有机物可以被高锰酸钾矿化为二氧化碳和水。正是由于高锰酸钾的选择性，高锰酸钾氧化技术可以应用于原位修复土壤，除去土壤中的三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE)、二氯乙烯(DCE)等污染物［3-4］。高锰酸钾在常见水处理pH值范围内对有机污染物具有较强的氧化能力，其还原产物为不溶性环境友好的二氧化锰(MnO2)，易从溶液中分离，还可以通过吸附、氧化、助凝等与高锰酸钾协同除污染。此外，高锰酸钾使用方便、价格便宜［5］。近年，国内外学者对高锰酸钾除污染的能力进行了深入研究［1-2］。Jiang等［6-7］发现在pH值为6.0·26·～8.0的条件下，高锰酸钾能较快氧化去除水中含有富电子基团的内分泌干扰物(EDCs)，如双酚A、雌酮以及壬基酚等。此外，高锰酸钾还可以控制臭味和微生物的生长，抑制地表水中藻类的繁殖［8］，去除藻毒素［9-11］、色度、铁、锰、亚