[发明专利]一种臭氧/紫外氧化去除污水中人工甜味剂的方法

说明书

本发明公开了一种用臭氧/紫外氧化去除污水中人工甜味剂的方法，属于污水净化处理技术领域，对人工甜味剂按照降解的难易程度进行分步处理，包括以下步骤：(1)使用微生物絮凝加沉淀去除较易降解的部分人工甜味剂；(2)调节PH值为5‑6，再利用臭氧加活性吸附剂去除较难降解的部分人工甜味剂；(3)再次调节PH值为3.5‑3.8，再使用微波活化，最后利用臭氧/紫外联合高级氧化工艺，使水中多种污染物分解或矿化，有效去除水中最难降解的剩余人工甜味剂，使污水达到排放要求，减小了对环境的污染。

技术领域

本发明属于污水净化处理技术领域，具体涉及一种用臭氧/紫外氧化去除污水中人工甜味剂的方法。

背景技术

人工甜味剂是食品添加剂的一种，被广泛应用于食品、饮料、药物和个人护理品行业中。常见的7种人工甜味剂为安赛蜜(ACE)，三氯蔗糖(SUC)，糖精(SAC)，甜蜜素(CYC)，阿斯巴甜(ASP)，纽甜(NEO)和新橙皮二氢查尔酮(NHDC)，其中ACE和SUC在环境中检出率较高。目前的研究表明，大部分人工甜味剂都不会被人体降解，会随着尿液、粪便排出体外进入环境水体中，其中污水处理厂是人工甜味剂的主要聚集地。人工甜味剂已成为一种新型的污染物而受到广泛的关注，现有研究表明人工甜味剂会对斑马鱼、大型蚤、浮萍等水生生物产生生态毒性。因此，需要关注污水处理厂中人工甜味剂的去除。

污水深度处理是保障污水达到安全排放的重要水处理过程，其中，活性炭吸附、混凝沉淀、氯化消毒对人工甜味剂的去除效果不理想；紫外消毒对ACE有一定的去除效果；臭氧高级氧化工艺在实际污水处理厂中可以去除部分人工甜味剂。使用臭氧/紫外高级氧化工艺去除实际污水中的人工甜味剂尚无系统的研究。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种用臭氧/紫外氧化去除污水中人工甜味剂的方法，可以有效去除污水中的人工甜味剂，使污水处理达到要求。

本发明的技术方案为：一种用臭氧/紫外氧化去除污水中人工甜味剂的方法，包括以下步骤：

S1：使污水重力自流至二沉池，并加入剂量为3.5-4.5g/L的微生物絮凝剂，利用搅拌曝气风机进行间隔搅拌曝气，总时长为20-40min，搅拌速度为60-80r/min，曝气间隔为5min,曝气流量为0.08-0.10m³/h，然后沉淀4-6h，分离得到上清液和沉淀物，去除较易降解的部分人工甜味剂；

S2：调节所述上清液PH值为5-6，然后通过臭氧发生器向上清液中通入臭氧，使得臭氧与人工甜味剂的摩尔浓度比为(1-100)：1，时间为20-30min,再投入所述上清液重量15-30％的活性吸附剂，使用搅拌器充分搅拌0.5-1h，搅拌速度为60-80r/min，去除较难降解的部分人工甜味剂；

S3：将S2处理后的上清液引入到光反应器中，并调节PH值为3.5-3.8，先利用频率为800-1300MHZ的微波进行活化3-5min,使得难催化的人工甜味剂处于预激发状态，再用汞灯进行光照反应，使其跃迁为激发态，光照波长为220-350nm，时间为30-45min，同时通入混合气体进行曝气搅拌，曝气流量为0.08-0.10m3/h，最后加入过量的摩尔浓度为1mM的Na₂SO₃以终止反应，进而有效去除水中最难降解的剩余人工甜味剂；

S4：对S3处理后的水体进行取样处理，根据处理结果分析人工甜味剂的含量，若超过标准排放值则返回上一步，若符合排放标准则送入消毒池与ClO₂反应消毒，最后该接触消毒池的出水排至城市污水管网。

进一步地，S3中所述汞灯为功率为22W的低压汞灯或功率为300W的高压汞灯。

进一步地，优选的采用功率为22W的低压汞灯，光照强度为1.02uW/cm²。