[发明专利]一种利用高铁酸盐强化臭氧氧化去除水中有机污染物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理方法，具体涉及一种臭氧氧化去除水中有机污染物的方法。

背景技术

臭氧氧化在水处理中应用十分广泛。臭氧作为一种强氧化剂，能有效去除色度、嗅味以及多种有机微污染物。单独臭氧氧化具有选择性，只能氧化部分有机污染物(含富电子基团)，而且大多数只是结构、分子量的变化，矿化程度不高。因此需要采用催化臭氧氧化技术，例如UV/O₃、H₂O₂/O₃以及过渡金属催化剂等催化臭氧分解产生羟基自由基。羟基自由基是具有强氧化性的高活性物种，对有机物的氧化没有选择性，能大幅提高对有机微污染物的去除效率。但是现有的臭氧氧化和催化臭氧氧化技术受水中背景物质的影响很大。例如，在H₂O₂/O₃用于污水厂二级出水处理的工程实际中发现，即使投加大量的H₂O₂，臭氧去除难降解有机物的效率也无明显提高。因为水中的背景有机物竞争消耗了大量的臭氧和羟基自由基，使得臭氧、羟基自由基的有效浓度降低。要达到较好的微污染物去除效果，就必须提高臭氧投量，导致运行成本增加，而且臭氧投量的提高会增加含溴含碘消毒副产物(溴酸盐、溴代有机物、碘代有机物等)的生成。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有臭氧氧化法受水中背景成分影响大，臭氧和羟基自由基有效浓度低，导致臭氧投加量大的问题，而提供了一种利用高铁酸盐强化臭氧氧化去除水中有机污染物的水处理方法。

本发明利用高铁酸盐强化臭氧氧化去除水中有机污染物的方法按下列步骤实现：

向含有有机污染物的水源水中投加0.1～30mg/L高铁酸盐进行预氧化处理，搅拌反应1～30min后通入0.2～30mg/L的臭氧继续搅拌反应，从而完成高铁酸盐强化臭氧氧化去除水中的有机污染物；其中所述的高铁酸盐为高铁酸钾、高铁酸钠中的一种或两种的混合物。

本发明所述的高铁酸盐本身作为一种强氧化剂，能选择性地氧化部分微污染物，与臭氧起到共同氧化的作用；其次，高铁酸盐与有机物反应原位生成的过氧化氢能引发臭氧分解产生高活性氧化剂羟基自由基大大提高对难降解有机物的去除效率。同时，高铁酸盐在预氧化阶段氧化水中背景有机物，减少背景成分对臭氧和羟基自由基的捕获消耗，提高臭氧、羟基自由基的有效浓度，降低臭氧投量，含溴含碘消毒副产物生成量少，适合大规模应用。

该利用高铁酸盐强化臭氧氧化去除水中有机污染物的方法相比于臭氧单独氧化对污染物的去除率提高了30％～50％，使臭氧的投量减少20％～50％，可以使溴酸盐产生量减少40％～70％，可以使含碘副产物产生量减少30％～60％。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式利用高铁酸盐强化臭氧氧化去除水中有机污染物的方法按下列步骤实现：

向含有有机污染物的水源水中投加0.1～30mg/L高铁酸盐进行预氧化处理，搅拌反应1～30min后通入0.2～30mg/L的臭氧继续搅拌反应，从而完成高铁酸盐强化臭氧氧化去除水中的有机污染物；其中所述的高铁酸盐为高铁酸钾、高铁酸钠中的一种或两种的混合物。

本实施方式高铁酸盐的投加量是以Fe计。高铁酸盐为高铁酸钾和高铁酸钠为混合物时可按任意比混合。向含有有机污染物的水源水中投加0.1～30mg/L高铁酸盐，此处是指水源水中高铁酸盐的浓度为0.1～30mg/L。

本实施方式所述高铁酸盐是一种绿色氧化剂，在较宽的pH范围内具有强氧化性，其氧化具有选择性，易于氧化含富电子基团的化合物，如酚类、胺类、烯烃类以及含氮、硫的化合物。高铁酸盐最终还原产物为三价铁，进一步水解具有一定的混凝效果，在混凝、沉淀、过滤阶段被去除，而且排放后对环境友好，无毒无害。高铁酸盐反应过程中原位生成的过氧化氢引发臭氧产生羟基自由基，大大提高对难降解污染物的去除效率；高铁酸盐在预氧化阶段氧化去除水中消耗臭氧和自由基的背景成分，降低臭氧投量，提高后续自由基的产率和利用率。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是含有有机污染物的水源水中有机污染物的浓度为0.00001～1000μg/L。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。