一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理方法
【專利摘要】一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理方法，它涉及除藻方法。本發(fā)明要解決預(yù)氯化除藻過程中易產(chǎn)生三鹵甲烷等有害副產(chǎn)物及氯氣運(yùn)輸、貯存不方便、存在安全隱患和臭氧預(yù)氧化除藻需額外增加設(shè)備、投資運(yùn)行費(fèi)用高、操作復(fù)雜的問題。本發(fā)明的除藻方法為：將無機(jī)固體過氧化物和過一硫酸鹽加入到含藻水中，攪拌，依次混凝、沉淀、過濾、消毒，即可。本發(fā)明除藻方法中生成高活性單線態(tài)氧，快速作用于藻，殺死藻細(xì)胞，使藻類滅活、達(dá)到除藻的目的。作為固體試劑可以直接投加使用，不需要額外增加設(shè)備，操作簡單易行，運(yùn)輸儲存方便，價格低廉、易于獲得，除藻過程中不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物，可以在水廠進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用。
【專利說明】一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種除藻方法，具體涉及一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，江河湖海水體富營養(yǎng)化導(dǎo)致的藻類泛濫引起了各界的廣泛關(guān)注，藻類泛濫成災(zāi)不僅影響了水體景觀及水產(chǎn)養(yǎng)殖的正常生產(chǎn)，而且對人類的生存環(huán)境也構(gòu)成了威脅。
[0003]藻類及其副產(chǎn)物給傳統(tǒng)凈水工藝帶來了諸多不利影響:(I)造成水源水質(zhì)惡化，使飲用水產(chǎn)生令人厭惡的臭和味；(2)藻類死亡沉到水底形成腐殖質(zhì)，增加水的色度，同時釋放藻毒素；(3)藻類及其可溶性代謝產(chǎn)物是氯化消毒副產(chǎn)物的前體物；(4)由藻類形成的渾濁度具有較高的穩(wěn)定性，比重小，難于下沉，不易在混凝沉淀中去除，未去除的藻類進(jìn)入濾池，造成濾池堵塞，會使濾池運(yùn)行周期縮，反沖水量增加，影響水處理工藝的處理效能。
[0004]由此可見，原水中大量藻類的存在對飲用水處理產(chǎn)生了巨大的影響和挑戰(zhàn)，需要在常規(guī)水處理工藝前對其進(jìn)行化學(xué)氧化處理，通過加入的化學(xué)藥劑(次氯酸、臭氧等)對藻類進(jìn)行滅活，殺死藻細(xì)胞，再依次進(jìn)行混凝一沉淀一過濾一消毒處理，得到飲用水。
[0005]目前，預(yù)氧化除藻常用的化學(xué)藥劑為氯氣、臭氧等。氯氣除藻在水處理工藝中應(yīng)用最廣泛，預(yù)氯化可殺死藻類，使其易于在后續(xù)處理工藝中被去除。該方法雖然可以強(qiáng)化除藻效率，但存在著氯化過程中生成三鹵甲烷等有害副產(chǎn)物及氯氣運(yùn)輸、貯存不方便及存在安全隱患的問題。臭氧預(yù)氧化是一種有效的除藻方法，可以高效的殺死藻類，便于在后續(xù)處理工藝中去除，但存在著設(shè)備投資大，操作復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用高等缺點。
[0006]單線態(tài)氧(102)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(SO4+-)等活性氧物種類似，化學(xué)性質(zhì)活潑、不穩(wěn)定，在自然界中廣泛存在，是化學(xué)、環(huán)境、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域最長涉及的活性氧之一，具有氧化能力強(qiáng)、反應(yīng)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。
[0007]目前，產(chǎn)生單線態(tài)氧的方法主要有光敏化法和化學(xué)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(lán)、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(jìn)而得到單線態(tài)氧(1O2)0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(xué)方法產(chǎn)生單線態(tài)氧是由發(fā)生化學(xué)反應(yīng)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(xué)方法產(chǎn)生單線態(tài)氧的生成速度快，其二級反應(yīng)速率常數(shù)約為IO4If1iT1,即瞬時產(chǎn)生量大，自分解速度快，存活時間短，利用率低；化學(xué)試劑為液態(tài)的過氧化氫和次氯酸溶液或氯氣，運(yùn)輸儲存不方便，工藝操作復(fù)雜及存在安全隱患的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理方法，以解決預(yù)氯化除藻過程中易產(chǎn)生三鹵甲烷等有害副產(chǎn)物及氯氣運(yùn)輸、貯存不方便、存在安全隱患和臭氧預(yù)氧化除藻需額外增加設(shè)備、投資運(yùn)行費(fèi)用高、操作復(fù)雜的問題。
[0009]本發(fā)明的一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理方法是通過以下步驟實現(xiàn)的:a、將無機(jī)固體過氧化物和過一硫酸鹽按照質(zhì)量比為1: (0.5~5)的比例加入到待處理的水域中，攪拌，使過一硫酸鹽在待處理水域中的濃度為
0.5~500mg/L,水力停留反應(yīng)5~60min ;b、依次進(jìn)行混凝、沉淀、過濾、消毒，即完成利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理。
[0010]本發(fā)明的一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理方法，可以將無機(jī)固體過氧化物、過一硫酸鹽按照質(zhì)量比為1: (0.5~5)制成粉末試劑混合投加或分別單獨(dú)投加，即為干式投加法；也可以將無機(jī)固體過氧化物、過一硫酸鹽分別制成溶液，進(jìn)行單獨(dú)投加，即為濕式投加法。
[0011]本發(fā)明的一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理方法中，無機(jī)固體過氧化物(Na2O2、CaO2、MgO2、BaO2、Na2CO4、K2CO4)溶于水后會緩慢釋放出過氧化氫(H2O2),見反應(yīng)式(I)和(2)，這種通過無機(jī)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(HSO5-)反應(yīng)產(chǎn)生高活性單線態(tài)氧(1O2),見反應(yīng)式(3)，生成的單線態(tài)氧具有極強(qiáng)的氧化能力，可以快速作用于藻，殺死藻細(xì)胞，使藻類滅活，達(dá)到除藻的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理方法，其特征在于利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理方法是通過以下步驟實現(xiàn)的:a、將無機(jī)固體過氧化物和過一硫酸鹽按照質(zhì)量比為1: (0.5~5)的比例加入到待處理的水域中，攪拌,使過一硫酸鹽在待處理水域中的濃度為0.5~500mg/L，水力停留反應(yīng)5~60min ;b、依次進(jìn)行混凝、沉淀、過濾、消毒，即完成利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法，其特征在于所述的無機(jī)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(quán)利要求1所述的一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧清洗膜污染的方法，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(quán)利要求1、2或3所述的一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理方法，其特征在于所述的無機(jī)固體過氧化物和過一硫酸鹽的質(zhì)量比為1: (0.6 ~4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理方法，其特征在于無機(jī)固體過氧化物和過一硫酸鹽的質(zhì)量比為1: (0.7~3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理方法,其特征在于無機(jī)固體過氧化物和過一硫酸鹽的質(zhì)量比為1: (0.8~2)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理方法,其特征在于無機(jī)固體過氧化物和過一硫酸鹽的質(zhì)量比為1: (0.9~1.5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理方法，其特征在于無機(jī)固體過氧化物和過一硫酸鹽的質(zhì)量比為1:1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理方法，其特征在于所述的過一硫酸鹽在待處理水域中的濃度為10~200mg/L。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種利用無機(jī)固體過氧化物誘導(dǎo)過硫酸鹽產(chǎn)生單線態(tài)氧除藻的水處理方法，其特征在于所述的過一硫酸鹽在待處理水域中的濃度為50~100mg/L。
【文檔編號】C02F9/04GK103553247SQ201310593743
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】龐素艷, 王強(qiáng), 江進(jìn), 魯雪婷, 郭曉瑜, 黃亮, 郭仕達(dá), 王玲 申請人:哈爾濱理工大學(xué)