專利名稱：一種去除水中污染物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水處理方法。
背景技術(shù)：
目前水處理方法中常用到高鐵酸鹽，高鐵酸鹽具有氧化還原電位高的優(yōu)點(diǎn)(酸性的條件下為2.2V，堿性條件下為0.7V)。高鐵酸鹽在水溶液中可以氧化有機(jī)物，如乙醇、羰基化合物、氨基酸、苯酚、1，2二醇、有機(jī)含氮化合物、脂肪族的硫、亞硝胺化合物、硫脲、硫代硫酸鹽、氯型含氧陰離子和聯(lián)氨化合物，而且高鐵酸鹽還可以降低污水二級(jí)處理出水的BOD值和COD值，無(wú)條件地氧化C＝C或C≡C鍵，氧化性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于ClO4-和MnO4-。但是目前的水處理方法中高鐵酸鹽與難降解有機(jī)污染物(如叔胺、氨、羧酸、醛和醇)在常溫條件下反應(yīng)速度慢，如高鐵酸鹽與氨反應(yīng)的半衰期為3.27h，高鐵酸鹽與甲醇反應(yīng)的半衰期為18.5h；高鐵酸鹽去除難降解有機(jī)污染物的能力弱，去除率不足30％，而且高鐵酸鹽消耗量大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決目前水處理方法中高鐵酸鹽與難降解有機(jī)污染物常溫條件下反應(yīng)速度慢，去除難降解有機(jī)污染物的能力弱、消耗量大的問題，而提供的一種去除水中污染物的方法。去除水中污染物按以下步驟進(jìn)行(一)檢測(cè)待處理水中污染物的含量，并將凈水劑按與污染物1～10∶1的質(zhì)量比投加；(二)加入凈水劑的待處理水流入超聲波頻率為10KHz～10MHz、聲強(qiáng)為0.1W～12W的超聲波反應(yīng)器進(jìn)行輻照，輻照時(shí)間為1～30min，(三)沉淀、過濾，即可出水；其中凈水劑為高鐵酸鹽或高鐵酸鹽復(fù)合藥劑。
超聲波在水中產(chǎn)生超聲空化現(xiàn)象，空化氣泡崩潰的極短瞬間內(nèi)會(huì)產(chǎn)極高溫和超高壓，并伴有強(qiáng)烈的沖擊波和微射流現(xiàn)象，同時(shí)在水中形成一定量的H2O2、羥基自由基(OH·)和氫自由基(H·)。高鐵酸鹽能與氫自由基(H·)作用生成強(qiáng)氧化能力的五價(jià)鐵，并抑制了OH·和H·的復(fù)合，增加了水中羥基自由基(OH·)的含量，五價(jià)鐵Fe(V)與羥基自由基(OH·)都具有強(qiáng)氧化力。本發(fā)明利用含高鐵酸鹽的凈水劑與超聲波協(xié)同作用去除水中的污染物，加快了反應(yīng)速度、減少了水處理的時(shí)間，提高了有機(jī)污染物的去除率，尤其是難降解有機(jī)污染物(叔胺、氨、羧酸、醛和醇)的去除率高達(dá)90％以上。本發(fā)明凈水劑的投加量少，只有目前水處理方法藥劑投加量的70％～80％。本發(fā)明應(yīng)用成本低，操作簡(jiǎn)便，節(jié)省能源，無(wú)須新增設(shè)備，還可與其它水處理技術(shù)聯(lián)合使用。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式去除水中污染物按以下步驟進(jìn)行(一)檢測(cè)待處理水中污染物的含量，并將凈水劑按與污染物1～10∶1的質(zhì)量比投加；(二)加入凈水劑的待處理水流入超聲波頻率為10KHz～10MHz、聲強(qiáng)為0.1W～12W的超聲波反應(yīng)器進(jìn)行輻照，輻照時(shí)間為1～30min；(三)沉淀、過濾，即可出水；其中凈水劑為高鐵酸鹽或高鐵酸鹽復(fù)合藥劑。
高鐵酸鹽單獨(dú)使用水中氨氮的去除率僅為24％，而本實(shí)施方式則可去除水中90％～98％的氨氮、90％的硝基苯、98％的NOM、100％的苯酚和95％的苯胺。
具體實(shí)施例方式
二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟(一)中檢測(cè)的污染物為有機(jī)污染物和氨氮。其它步驟與實(shí)施方式一相同。
本實(shí)施方式中有機(jī)污染物包括天然有機(jī)物(NOM)和難生物降解有機(jī)物(ROM)。
具體實(shí)施例方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟(一)中將凈水劑按與污染物2～9∶1的質(zhì)量比投加。其它步驟與實(shí)施方式一相同。
本實(shí)施方式能去除水中92％的氨氮、92％的硝基苯、98％的NOM、100％的苯酚、95％的苯胺和92～94％的天然有機(jī)物腐殖酸。
具體實(shí)施例方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟(一)中將凈水劑按與污染物3～8∶1的質(zhì)量比投加。其它步驟與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施例方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟(一)中將凈水劑按與污染物6∶1的質(zhì)量比投加。其它步驟與實(shí)施方式一相同。
本實(shí)施方式能去除水中93％的氨氮、94％的硝基苯、98％的NOM、100％的苯酚、96％的苯胺和95％的天然有機(jī)物腐殖酸。
具體實(shí)施例方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟(二)中超聲波頻率為50KHz～9MHz，聲強(qiáng)為0.5W～11W，輻照時(shí)間為5～28min。其它步驟與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施例方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟(二)中超聲波頻率為100KHz～7MHz，聲強(qiáng)為1W～10W，輻照時(shí)間為10～25min。其它步驟與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施例方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟(二)中超聲波頻率為1MHz～5MHz，聲強(qiáng)為2W～9W，輻照時(shí)間為13～22min。其它步驟與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施例方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟(二)中超聲波頻率為2MHz～4MHz，聲強(qiáng)為4W～7W，輻照時(shí)間為15～20min。其它步驟與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施例方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟(二)中超聲波頻率為3MHz，聲強(qiáng)為6W，輻照時(shí)間為17min。其它步驟與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施例方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟(二)中超聲波頻率為1MHz，聲強(qiáng)為5W，輻照時(shí)間為30min。其它步驟與實(shí)施方式一相同。
本實(shí)施方式可去除水中94％的氨氮。
具體實(shí)施例方式
十二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟(二)中超聲波頻率為25KHz，聲強(qiáng)為4W，輻照時(shí)間為30min。其它步驟與實(shí)施方式一相同。
本實(shí)施方式可去除水中93％的氨氮。
具體實(shí)施例方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟(二)中超聲波反應(yīng)器產(chǎn)生的超聲聲場(chǎng)為混響場(chǎng)。其它步驟與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施例方式
十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟(二)中采用間歇式或連續(xù)式輻照。其它步驟與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施例方式
十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是凈水劑為高鐵酸鹽復(fù)合藥劑。其它與實(shí)施方式一相同。
本實(shí)施方式可增加絮凝性，提高凈水劑的凈水效果，去除水中93％以上的有機(jī)污染物、氨氮和懸浮顆粒。
具體實(shí)施例方式
十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或十五的不同點(diǎn)是高鐵酸鹽復(fù)合藥劑由硫酸鋁、三氯化鋁、三氯化鐵、聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合鐵、活化硅酸、聚硅酸鐵、聚硅酸鋁、聚硅酸鋁鐵、沸石、氧化鎂、氧化鈣、活性炭、硫酸鐵、次氯酸鈣、次氯酸鈉、硫酸亞鐵、氫氧化鈉、氫氧化鉀、聚丙烯酰胺、非離子型有機(jī)高分子絮凝劑、陰離子型有機(jī)高分子絮凝劑、膨潤(rùn)土、高嶺土、硅藻土中的一種或幾種與高鐵酸鹽組成，其中高鐵酸鹽的質(zhì)量占高鐵酸鹽復(fù)合藥劑總質(zhì)量的1％～99％。其它步驟與實(shí)施方式一或十五相同。
本實(shí)施方式高鐵酸鹽復(fù)合藥劑中除高鐵酸鹽以外的組分若由兩種或兩種以上的物質(zhì)組成，除高鐵酸鹽以外的各組分間可以為任意比例關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十六的不同點(diǎn)是高鐵酸鹽的質(zhì)量占高鐵酸鹽復(fù)合藥劑總質(zhì)量的10％～90％。其它步驟與實(shí)施方式十六相同。
具體實(shí)施例方式
十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十六的不同點(diǎn)是高鐵酸鹽的質(zhì)量占高鐵酸鹽復(fù)合藥劑總質(zhì)量的30％～70％。其它步驟與實(shí)施方式十六相同。
具體實(shí)施例方式
十九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
十六的不同點(diǎn)是高鐵酸鹽的質(zhì)量占高鐵酸鹽復(fù)合藥劑總質(zhì)量的40％～50％。其它步驟與實(shí)施方式十六相同。
具體實(shí)施例方式
二十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、十五、十六、十七、十八或十九的不同點(diǎn)是高鐵酸鹽為高鐵酸鉀或高鐵酸鈉。其它步驟與實(shí)施方式一、十五、十六、十七、十八或十九相同。
具體實(shí)施例方式
二十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是步驟(一)投加凈水劑后調(diào)節(jié)待處理水的pH值至7～8。其它步驟與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施例方式
二十二本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)是先進(jìn)行常規(guī)預(yù)處理。其它步驟與實(shí)施方式一相同。
權(quán)利要求
1.一種去除水中污染物的方法，其特征在于去除水中污染物按以下步驟進(jìn)行(一)檢測(cè)待處理水中污染物的含量，并將凈水劑按與污染物1～10∶1的質(zhì)量比投加；(二)加入凈水劑的待處理水流入超聲波頻率為10KHz～10MHz、聲強(qiáng)為0.1W～12W的超聲波反應(yīng)器進(jìn)行輻照，輻照時(shí)間為1～30min；(三)沉淀、過濾，即可出水；其中凈水劑為高鐵酸鹽或高鐵酸鹽復(fù)合藥劑。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的一種去除水中污染物的方法，其特征在于步驟(一)中檢測(cè)的污染物為有機(jī)污染物和氨氮。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的一種去除水中污染物的方法，其特征在于步驟(一)中按凈水劑與污染物2～9∶1的質(zhì)量比投加凈水劑。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的一種去除水中污染物的方法，其特征在于步驟(二)中超聲波頻率為50KHz～9MHz，聲強(qiáng)為0.5W～11W，輻照時(shí)間為5～28min。
5.根據(jù)權(quán)利1所述的一種去除水中污染物的方法，其特征在于步驟(二)中超聲波反應(yīng)器產(chǎn)生的超聲聲場(chǎng)為混響場(chǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利1所述的一種去除水中污染物的方法，其特征在于步驟(二)中采用間歇式或連續(xù)式輻照。
7.根據(jù)權(quán)利1所述的一種去除水中污染物的方法，其特征在于高鐵酸鹽復(fù)合藥劑由硫酸鋁、三氯化鋁、三氯化鐵、聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合鐵、活化硅酸、聚硅酸鐵、聚硅酸鋁、聚硅酸鋁鐵、沸石、氧化鎂、氧化鈣、活性炭、硫酸鐵、次氯酸鈣、次氯酸鈉、硫酸亞鐵、氫氧化鈉、氫氧化鉀、聚丙烯酰胺、非離子型有機(jī)高分子絮凝劑、陰離子型有機(jī)高分子絮凝劑、膨潤(rùn)土、高嶺土、硅藻土中的一種或幾種與高鐵酸鹽組成，其中高鐵酸鹽的質(zhì)量占高鐵酸鹽復(fù)合藥劑總質(zhì)量的1％～99％。
8.根據(jù)權(quán)利7所述的一種去除水中污染物的方法，其特征在于高鐵酸鹽的質(zhì)量占高鐵酸鹽復(fù)合藥劑總質(zhì)量的10％～90％。
9.根據(jù)權(quán)利1、7或8所述的一種去除水中污染物的方法，其特征在于高鐵酸鹽為高鐵酸鉀或高鐵酸鈉。
10.根據(jù)權(quán)利1所述的一種去除水中污染物的方法，其特征在于步驟(一)投加凈水劑后調(diào)節(jié)待處理水的pH值至7～8。
全文摘要
一種去除水中污染物的方法，它涉及一種水處理方法。它解決了目前水處理方法中高鐵酸鹽與難降解有機(jī)污染物常溫條件下反應(yīng)速度慢，去除難降解有機(jī)污染物的能力弱、消耗量大的問題。去除水中污染物方法(一)檢測(cè)污染物含量，并將凈水劑按與污染物1～10∶1的質(zhì)量比投加；(二)加入凈水劑的待處理水流入頻率為10KHz～10MHz、聲強(qiáng)為0.1W～12W的超聲波反應(yīng)器進(jìn)行輻照，輻照時(shí)間為1～30min；(三)沉淀、過濾，即可出水；其中凈水劑為高鐵酸鹽或高鐵酸鹽復(fù)合藥劑。本發(fā)明加快了反應(yīng)速度、減少了水處理的時(shí)間，提高了有機(jī)污染物的去除率，尤其是難降解有機(jī)污染物的去除率高達(dá)90％以上。本發(fā)明凈水劑的投加量少，只有目前水處理方法藥劑投加量的70％～80％。
文檔編號(hào)C02F1/36GK1962474SQ200610151050
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者馬軍, 張瑛潔, 李春娟, 王祿鵬, 趙偉 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)