一種利用單線態(tài)氧除藻的方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種除藻方法，具體涉及一種利用單線態(tài)氧除藻的方法。
【背景技術】
[0002]近年來，江河湖海水體富營養(yǎng)化導致的藻類泛濫引起了各界的廣泛關注，藻類泛濫成災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:(1)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，未去除的藻類進入濾池，造成濾池堵塞，會使濾池運行周期縮，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行化學氧化處理，通過加入的化學藥劑(次氯酸、臭氧等)對藻類進行滅活，殺死藻細胞，再依次進行混凝—沉淀—過濾—消毒處理，得到飲用水。
[0005]單線態(tài)氧G02)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(zhì)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。
[0006]但是現(xiàn)有利用單線態(tài)氧GOs)處理藻類的技術達不到理想的效果，急需一種有效地去除藻類的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種利用單線態(tài)氧除藻的方法。
[0008]本發(fā)明的一種利用單線態(tài)氧除藻的方法是通過以下步驟實現(xiàn)的:將催化劑和氧化劑按照摩爾比為1:(1?10)的比例混合后，加入到待處理水中，控制過氧化物在待處理含藻水中的濃度為1?500mg/L，在水力反應停留時間為10?60min、攪拌狀態(tài)的條件下，進行處理，即完成利用單線態(tài)氧除藻;其中，所述的催化劑為丙酮酸，所述的氧化劑為過氧化物。
[0009]本發(fā)明的一種利用單線態(tài)氧除藻的方法中所述過氧化物為過一硫酸鹽、過碳酸鹽中一種或幾種按任意比混合的混合物。其中，過一硫酸鹽為過一硫酸鈉(NaHS05)、過一硫酸鉀(KHS05)、過一硫酸銨(NH4HS05)、過一硫酸鈣(Ca(HS05) 2)、過一硫酸鎂(Mg (HS05) 2)中的一種或幾種按任意比混合的混合物;過碳酸鹽為過碳酸鈉(Na2⑶4)、過碳酸鉀(K2C04)中的一種或兩種按任意比混合的混合物。
[0010]本發(fā)明的一種利用單線態(tài)氧除藻的方法的原理如下:首先，丙酮酸催化過氧化物(過一硫酸鹽或過碳酸鹽)產(chǎn)生雙環(huán)氧中間體;然后，雙環(huán)氧中間體進一步與過氧化物反應產(chǎn)生單線態(tài)氧GOs)和丙酮酸，同時雙環(huán)氧中間體也會發(fā)生自分解產(chǎn)生單線態(tài)氧GOs)和丙酮酸，生成的丙酮酸繼續(xù)催化過氧化物，在反應中起循環(huán)催化的作用;生成的單線態(tài)氧具有很強的氧化能力，可以快速作用于藻，殺死藻細胞，使藻類滅活，達到除藻的目的。具體反應機理見圖1。
[0011]本發(fā)明的一種利用單線態(tài)氧除藻的方法，具有如下優(yōu)點:
[0012](1)環(huán)境友好型氧化劑單線態(tài)氧GOs)反應活性強、除污染效率高、氧化后不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物。
[0013](2)丙酮酸作為生物體基本代謝的中間產(chǎn)物之一，是葡萄糖糖酵解的最終產(chǎn)物，被廣泛用于食品加工等過程，因此，丙酮酸作為催化劑，安全可靠，無毒副作用。
[0014](3)丙酮酸能夠與水中存在的鈣鎂離子(Ca2+、Mg2+)形成絡合物丙酮酸鹽(丙酮酸鈣、丙酮酸鎂)，由于丙酮酸絡合鈣鎂離子后增強了羧酸官能團的吸電子能力，因此丙酮酸鹽催化過氧化物(過一硫酸鹽或過碳酸鹽)的能力比丙酮酸更強。
[0015](4)綠色氧化劑過氧化物(過一硫酸鹽、過碳酸鹽)作為粉末狀固體，化學性質(zhì)穩(wěn)定，運輸儲存方便，價格適中，商業(yè)易得，操作簡單易行，反應后不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物。
[0016](5)反應pH適用范圍寬，受水體條件影響小，可以在水廠進行大規(guī)模應用，更適用于藻類大規(guī)模爆發(fā)時的應急處理。
【附圖說明】
[0017]圖1是一種利用單線態(tài)氧除藻方法的反應機理圖；
[0018]圖2是實施例1中藻類去除率曲線圖；其中，□表示單獨利用過一硫酸鉀對水中藻類進行氧化降解，■表示利用丙酮酸催化過一硫酸鉀產(chǎn)生的單線態(tài)氧對水中藻類進行氧化降解。
【具體實施方式】
[0019]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。
[0020]【具體實施方式】一:本實施方式為一種利用單線態(tài)氧除藻的方法是通過以下步驟實現(xiàn)的:將催化劑和氧化劑按照摩爾比為1:(1?10)的比例混合后，加入到待處理水中，控制過氧化物在待處理含藻水中的濃度為1?500mg/L，在水力反應停留時間為10?60min、攪拌狀態(tài)的條件下，進行處理，即完成利用單線態(tài)氧除藻;其中，所述的催化劑為丙酮酸，所述的氧化劑為過氧化物。
[0021]本實施方式的一種利用單線態(tài)氧除藻的方法的原理如下:首先，丙酮酸催化過氧化物(過一硫酸鹽或過碳酸鹽)產(chǎn)生雙環(huán)氧中間體;然后，雙環(huán)氧中間體進一步與過氧化物反應產(chǎn)生單線態(tài)氧(Ms)和丙酮酸，同時雙環(huán)氧中間體也會發(fā)生自分解產(chǎn)生單線態(tài)氧(Ms)和丙酮酸，生成的丙酮酸繼續(xù)催化過氧化物，在反應中起循環(huán)催化的作用;生成的單線態(tài)氧具有很強的氧化能力，可以快速作用于藻，殺死藻細胞，使藻類滅活，達到除藻的目的。具體反應機理見圖1。
[0022]本實施方式的一種利用單線態(tài)氧除藻的方法優(yōu)點:(1)環(huán)境友好型氧化劑單線態(tài)氧GOs)反應活性強、除污染效率高、氧化后不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物。(2)丙酮酸作為生物體基本代謝的中間產(chǎn)物之一，是葡萄糖糖酵解的最終產(chǎn)物，被廣泛用于食品加工等過程，因此，丙酮酸作為催化劑，安全可靠，無毒副作用。(3)丙酮酸能夠與水中存在的鈣鎂離子(Ca2+、Mg2+)形成絡合物丙酮酸鹽(丙酮酸鈣、丙酮酸鎂)，由于丙酮酸絡合鈣鎂離子后增強了羧酸官能團的吸電子能力，因此丙酮酸鹽催化過氧化物(過一硫酸鹽或過碳酸鹽)的能力比丙酮酸更強。(4)綠色氧化劑過氧化物(過一硫酸鹽、過碳酸鹽)作為粉末狀固體，化學性質(zhì)穩(wěn)定，運輸儲存方便，價格適中，商業(yè)易得，操作簡單易行，反應后不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物。(5)反應pH適用范圍寬，受水體條件影響小，可以在水廠進行大規(guī)模應用，更適用于藻類大規(guī)模爆發(fā)時的應急處理。
[0023]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:所述過氧化物為過一硫酸鹽、過碳酸鹽中一種或幾種按任意比混合的混合物。其它與【具體實施方式】一相同。
[0024]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:所述過氧化物為過一硫酸鹽為過一硫酸鈉(NaHS05)、過一硫酸鉀(KHS05)、過一硫酸銨(NH4HS05)、過一硫酸鈣(Ca(HSOs)2)、過一硫酸鎂(Mg(HS05)2)中的一種或幾種按任意比混合的混合物。其它與【具體實施方式】一相同。
[0025]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:過