一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法
【專利摘要】一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法，它涉及反滲透濃縮液的處理方法。本發(fā)明的處理方法為：將無機固體過氧化物和過一硫酸鹽加到反滲透濃縮液中，攪拌，即可。本發(fā)明處理方法中過氧化物溶于水后釋放的過氧化氫與過一硫酸鹽迅速反應，生成高活性單線態(tài)氧，產(chǎn)生的強氧化性單線態(tài)氧可以快速與污染物反應，氧化有機物、滅活微生物，除污染效果好。作為環(huán)境友好試劑，氧化降解過程中不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物，處理后水可直接排入城市污水處理系統(tǒng)；作為固體試劑可以直接投加使用，不需要額外增加設備，操作簡單易行，藥劑運輸、儲存方便。
【專利說明】一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及反滲透濃縮液的處理方法，具體涉及一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法。
【背景技術】
[0002]反滲透處理技術(RO)是以壓力差為動力的膜分離過濾技術，具有能耗低、運行操作簡便、系統(tǒng)占地面積小、處理效果好等優(yōu)點，同時隨著制膜技術的進步、能量回收系統(tǒng)的開發(fā)、預處理技術的改進等，反滲透處理技術成本逐年下降。目前已被廣泛運用于科研、醫(yī)藥、食品、飲料、海水淡化、環(huán)保等領域。[0003]然而，在利用反滲透技術制取回用水的同時，進水中雜質被高濃度濃縮，能夠產(chǎn)生原處理水量三分之一至五分之一的反滲透濃縮液，濃水中無機物、有機物、微生物、膠體等含量大幅度增加，具有成分復雜、濃度高等特點。因此，反滲透濃縮液若直接排放會對地表水、土壤和海洋等產(chǎn)生污染，若將其排入到污水處理系統(tǒng)，不僅將增加污水處理系統(tǒng)的負荷及運行成本，而且可能對污水處理廠的正常運行及處理效果產(chǎn)生負面影響。由此可見，反滲透濃縮液的處理成為水處理技術中的一道難題。
[0004]單線態(tài)氧(1O2)是一種處于激發(fā)態(tài)的分子氧，與超氧自由基(02_‘)、羥基自由基(.0H)、硫酸根自由基(S04‘_)等活性氧物種類似，化學性質活潑、不穩(wěn)定，在自然界中廣泛存在，是化學、環(huán)境、醫(yī)學等領域最長涉及的活性氧之一，具有氧化能力強、反應活性高、存活時間短、氧化后不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物等特點，屬于綠色、環(huán)境友好型氧化劑。
[0005]目前，產(chǎn)生單線態(tài)氧的方法主要有光敏化法和化學方法。光敏化法產(chǎn)生單線態(tài)氧涉及到一個光激發(fā)過程，一種光敏劑(玫瑰紅、曙紅、亞甲基藍、熒光黃、葉綠素和血卟啉等)，在光照射條件下，激發(fā)態(tài)的光敏劑與體系中的基態(tài)氧(3O2)作用，進而得到單線態(tài)氧(1O2)。利用光敏化法可以快速產(chǎn)生單線態(tài)氧，但存在著光的限制(需要穩(wěn)定的光源)及光敏劑的引入會產(chǎn)生二次污染的問題?；瘜W方法產(chǎn)生單線態(tài)氧是由發(fā)生化學反應來實現(xiàn)的，最經(jīng)典的方法是將過氧化氫(H2O2)與氯氣(Cl2)的水溶液或次氯酸溶液混合即可產(chǎn)生單線態(tài)氧。這種利用化學方法產(chǎn)生單線態(tài)氧的生成速度快，其二級反應速率常數(shù)約為IO4IT1iT1,即瞬時產(chǎn)生量大，自分解速度快，存活時間短，有機物利用率低；化學試劑為液態(tài)的過氧化氫和次氯酸溶液或氯氣，運輸儲存不方便，工藝操作復雜及存在安全隱患的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法，以解決上述存在的問題。
[0007]本發(fā)明的一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法是通過以下步驟實現(xiàn)的:將無機固體過氧化物和過一硫酸鹽按照質量比為1: (0.5~5)的比例加入到反滲透濃縮液中，攪拌，控制過一硫酸鹽濃度為100~5000mg/L，水力停留反應5~60min,即完成利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液。
[0008]本發(fā)明的一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法，可以將無機固體過氧化物、過一硫酸鹽按照質量比為1: (0.5~5)的比例制成粉末試劑混合投加或分別單獨投加，即為干式投加法；也可以將無機固體過氧化物、過一硫酸鹽分別制成溶液，進行單獨投加，即為濕式投加法。
[0009]本發(fā)明的一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法中，無機固體過氧化物(Na202、CaO2, MgO2, BaO2, Na2CO4, K2CO4)溶于水后會緩慢釋放出過氧化氫(H2O2),見反應式(I)和(2)，這種通過無機固體過氧化物在水中原位產(chǎn)生的過氧化氫，可以迅速與過一硫酸鹽(HS05_)反應產(chǎn)生高活性單線態(tài)氧(1O2),見反應式
(3)，產(chǎn)生的強氧化性單線態(tài)氧可以快速與污染物反應，氧化有機物、滅活微生物，除污染效果好，且作為環(huán)境友好試劑不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物，處理后水可直接排入城市污水處理系統(tǒng)。
[0010]O廣+2H20 — Η202+20H- (I)
[0011]CO廣+H2O — H202+C0 32- (2)
[0012]H202+HS(V — 1OfSO 廣+H2CHH+ (3)
[0013]本發(fā)明的一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法，具有如下優(yōu)點:綠色新興氧化劑過一硫酸鹽與無機固體過氧化物作為粉末狀固體運輸儲存方便，價格適中，商業(yè)易得，操作簡單易行，不需要額外增加運行設備(如
03、UV需要提供反應裝置與設備)，受水體條件影響小(如Fenton試劑受pH影響比較大)，產(chǎn)生的環(huán)境友好型具有強氧化性的單線態(tài)氧，除污染效率高，反應過程中不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是【具體實施方式】二十一反滲透濃縮液去除率曲線圖；其中，為COD的去除率曲線，〇為UV254的去除率曲線，▲為色度的去除率曲線。
【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明技術方案不局限于以下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的任意組合。
[0016]【具體實施方式】一:本實施方式為一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法，其是通過以下步驟實現(xiàn)的:將無機固體過氧化物和過一硫酸鹽按照質量比為1: (0.5~5)的比例加入到反滲透濃縮液中，攪拌，控制過一硫酸鹽濃度至100~5000mg/L,水力停留反應5~60min,即完成利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液。
[0017]本實施方式中的無機固體過氧化物和過一硫酸鹽在使用前分開存放。
[0018]本實施方式中所述無機固體過氧化物和過一硫酸鹽可以按照質量比為1: (0.5~5)制成粉末試劑混合投加或分別單獨投加，即為干式投加法；也可以將無機固體過氧化物和過一硫酸鹽分別制成溶液，進行單獨投加，即為濕式投加法。[0019]本實施方式的一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法中，無機固體過氧化物溶于水后會緩慢釋放出過氧化氫(H2O2)，這種通過無機固體過氧化物在水中原位產(chǎn)生的過氧化氫,可以迅速與過一硫酸鹽(HS05_)反應產(chǎn)生高活性單線態(tài)氧(1O2)，產(chǎn)生的強氧化性單線態(tài)氧可以快速與污染物反應，氧化有機物、滅活微生物，除污染效果好，且作為環(huán)境友好試劑不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物。
[0020]本實施方式的一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法的優(yōu)點為:綠色新興氧化劑過一硫酸鹽與無機固體過氧化物作為粉末狀固體運輸儲存方便，價格適中，商業(yè)易得，操作簡單易行，不需要額外增加運行設備，受水體條件影響小，產(chǎn)生的環(huán)境友好型具有強氧化性的單線態(tài)氧，除污染效率高，反應過程中不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物。
[0021]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:所述無機固體過氧化物是過氧化鈉(Na2O2)、過氧化鈣(CaO2)、過氧化鎂(MgO2)、過氧化鋇(BaO2)、過碳酸鈉(Na2CO4)、過碳酸鉀(K2CO4)中的一種或幾種按任意比混合的混合物。其它參數(shù)與【具體實施方式】一相同。
[0022]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是:過一硫酸鹽是過一硫酸鈉(NaHSO5)、過一硫酸鉀(KHSO5)、過一硫酸銨(NH4HSO5)、過一硫酸鈣(Ca (HSO5) 2)、過一硫酸鎂(Mg(HSO5)2)中的一種或幾種按任意比混合的混合物。其它參數(shù)與【具體實施方式】一或二相同。
[0023]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是:過一硫酸鹽濃度為150~4500mg/L。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至三之一相同。
[0024]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同的是:過一硫酸鹽濃度為200~4000mg/L。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至四之一相同。
[0025]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一不同的是:過一硫酸鹽濃度為250~3500mg/L。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至五之一相同。
[0026]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】一至六之一不同的是:過一硫酸鹽濃度為300~3000mg/L。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至六之一相同。
[0027]【具體實施方式】八:本實施方式與【具體實施方式】一至七之一不同的是:過一硫酸鹽濃度為350~2500mg/L。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至七之一相同。
[0028]【具體實施方式】九:本實施方式與【具體實施方式】一至八之一不同的是:過一硫酸鹽濃度為400~2000mg/L。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至八之一相同。
[0029]【具體實施方式】十:本實施方式與【具體實施方式】一至九之一不同的是:過一硫酸鹽濃度為500~1000mg/L。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至九之一相同。
[0030]【具體實施方式】十一:本實施方式與【具體實施方式】一至十之一不同的是:過一硫酸鹽濃度為750mg/L。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至十之一相同。
[0031]【具體實施方式】十二:本實施方式與【具體實施方式】一至i 之一不同的是:無機固體過氧化物和過一硫酸鹽的質量比為1: (0.6~4)。其它參數(shù)與【具體實施方式】一至十一之一相同。
[0032]【具體實施方式】十三:本實施方式與【具體實施方式】一至十二之一不同的是:無機固體過氧化物和過一硫酸鹽的質量比為1: (0.7~3)。其它參數(shù)與【具體實施方式】一至十二之一相同。
[0033]【具體實施方式】十四:本實施方式與【具體實施方式】一至十三之一不同的是:無機固體過氧化物和過一硫酸鹽的質量比為1: (0.8~2)。其它參數(shù)與【具體實施方式】一至十三之一相同。
[0034]【具體實施方式】十五:本實施方式與【具體實施方式】一至十四之一不同的是:無機固體過氧化物和過一硫酸鹽的質量比為1: (0.9~1.5)。其它參數(shù)與【具體實施方式】一至十四之一相同。
[0035]【具體實施方式】十六:本實施方式與【具體實施方式】一至十五之一不同的是:無機固體過氧化物和過一硫酸鹽的質量比為1:1。其它參數(shù)與【具體實施方式】一至十一之一相同。
[0036]【具體實施方式】十七:本實施方式與【具體實施方式】一至十六之一不同的是:控制反應時間為10~50min。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至十六之一相同。
[0037]【具體實施方式】十八:本實施方式與【具體實施方式】一至十七之一不同的是:控制反應時間為20~40min。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至十七之一相同。
[0038]【具體實施方式】十九:本實施方式與【具體實施方式】一至十八之一不同的是:控制反應時間為30min。其它步驟及參數(shù)與【具體實施方式】一至十八之一相同。
[0039]【具體實施方式】二十:本實施方式為一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法，其是通過以下步驟實現(xiàn)的:將無機固體過氧化物和過一硫酸鹽按照質量比為1:1加入到反滲透濃縮液中，攪拌，控制過一硫酸鹽在反滲透濃縮液中濃度為500mg/L，水力停留反應時間在30min，即完成利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液。
[0040]本實施方式的反滲透濃縮液的處理效果見表1，由表1中可知，經(jīng)產(chǎn)生的單線態(tài)氧處理后，反滲透濃縮液中COD的去除率達85%，UV254的去除率達87%，色度的去除率達92%。
[0041]本實施方式中所述無機固體過氧化物和過一硫酸鹽的投加方式為按照質量比1:1制成混合粉末試劑形式投加。本實施方式中的無機固體過氧化物為任意比的過氧化鈉和過氧化鈣的混合物；過一硫酸鹽為任意比的過一硫酸鉀和過一硫酸鈉的混合物。
[0042]表1利用單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液
[0043]
【權利要求】
1.一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法，其特征在于利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法是通過以下步驟實現(xiàn)的:將無機固體過氧化物和過一硫酸鹽按照質量比為1: (0.5~5)的比例加入到反滲透濃縮液中，攪拌，控制過一硫酸鹽濃度為100~5000mg/L，水力停留反應5~60min，即完成利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法，其特征在于所述的無機固體過氧化物為過氧化鈉、過氧化鈣、過氧化鎂、過氧化鋇、過碳酸鈉、過碳酸鉀中的一種或幾種按任意比混合的混合物。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法，其特征在于所述的過一硫酸鹽為過一硫酸鈉、過一硫酸鉀、過一硫酸銨、過一硫酸鈣、過一硫酸鎂中的一種或幾種按任意比混合的混合物。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法，其特征在于所述的無機固體過氧化物和過一硫酸鹽的質量比為1: (0.6~4)。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法，其特征在于所述的無機固體過氧化物和過一硫酸鹽的質量比為.1: (0.7 ~3)。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法， 其特征在于所述的無機固體過氧化物和過一硫酸鹽的質量比為.1: (0.8 ~2)。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法，其特征在于所述的無機固體過氧化物和過一硫酸鹽的質量比為.1: (0.9 ~1.5)。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法，其特征在于所述的無機固體過氧化物和過一硫酸鹽的質量比為.1:1。
9.根據(jù)權利要求1、2或3所述的一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法，其特征在于所述的控制過一硫酸鹽在反滲透濃縮液中濃度為 500 ~4000mg/L。
10.根據(jù)權利要求9所述的一種利用無機固體過氧化物誘導過一硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法，其特征在于所述的控制過一硫酸鹽在反滲透濃縮液中濃度為.1000 ~2000mg/L。
【文檔編號】C02F1/72GK103553203SQ201310589383
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權日:2013年11月20日
【發(fā)明者】龐素艷, 郭曉瑜, 王強, 江進, 魯雪婷, 黃亮, 郭仕達, 王玲 申請人:哈爾濱理工大學