一种强化气浮去除水中污染物的方法技术

本发明专利技术属于水中污染物处理领域，具体公开了一种强化气浮去除水中污染物的方法，该方法是向待处理水体中加入铁离子或亚铁离子，并加入亚硫酸盐，利用气浮工艺处理该待处理水体，从而强化气浮去除水中有机污染物。本发明专利技术通过控制向待处理水体中添加试剂的具体种类，能够对现有气浮处理进行有效强化，解决给水厂原水处理中有机污染物降解速度慢、去除率低、难以达标的技术问题，是一种能够快速降解有机污染物的方法。

A method of enhancing air flotation to remove pollutants in water

【技术实现步骤摘要】
一种强化气浮去除水中污染物的方法
本专利技术属于水中污染物处理领域，更具体地，涉及一种强化气浮去除水中污染物的方法。
技术介绍
伴随着经济社会的发展，环境污染问题日益严重，我国作为高速发展中的国家，水环境污染问题不容小觑，其中地表河流湖泊、地下水体和土壤受到的持久性难降解有机污染最为严重。目前对于水体污染的去除方法有物理吸附法、化学还原法、生物降解法、高级氧化法等。其中高级氧化法因其生成的自由基具有较高的氧化还原电位而广泛应用在有机物降解方面。现有高级氧化技术多用于污水处理方面，在城市给水方面应用甚少，其原因主要是需要新建土木、投资运行成本较高。然而工业的发展及其废水处理不当造成的地表水源有机污染物超标、污染物难去除、去除率低等问题，是许多给水厂正在面临的重大难题。气浮工艺是在水中形成高度分散的微小气泡，粘附废水中疏水基的固体或液体颗粒，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附气泡后，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层被刮除，从而实现固液或者液液分离的过程。其具有可有效去除水中油类污染物、藻类、颗粒物等优势，在我国水处理中应用广泛。但水中微污染物含量超标、危害大、难处理等问题，已非混凝-气浮-沉淀-消毒工艺可以解决，改良工艺亟待发展。强化气浮工艺是一种基于高级氧化技术发展而来的改良工艺，现有技术中的强化气浮工艺有利用微气泡改性技术强化气浮，有投加高锰酸盐预处理技术，投机助浮剂等。微气泡和助浮剂旨在强化气浮池去除率；高锰酸盐法利用其强氧化性，氧化水中小分子有机物。而本专利技术则是另外开辟了一种新的强化气浮工艺，该工艺利用铁或亚铁离子活化亚硫酸盐生成硫酸根自由基氧化降解有机污染物，具有降解速率快，去除效果好，无有毒有害物质生成的优点。除此以外，强化气浮工艺不需要增添额外的水处理构筑物，仅需在混凝和气浮工艺中投加铁盐和亚硫酸盐，操作简单安全。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术的目的在于提供一种强化气浮去除水中污染物的方法，其中通过控制向待处理水体中添加试剂的具体种类，能够对现有气浮处理进行有效强化，解决给水厂原水处理中有机污染物降解速度慢、去除率低、难以达标的技术问题。并且，本专利技术还对试剂加入的时机及加入量进行优选控制，使该方法能够实现有机污染物的快速去除，是一种能够快速降解有机污染物的方法。为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种强化气浮去除水中污染物的方法，其特征在于，该方法是向待处理水体中加入铁离子或亚铁离子，并加入亚硫酸盐，利用气浮工艺处理该待处理水体，从而强化气浮去除水中有机污染物。作为本专利技术的进一步优选，所述向待处理水体中加入铁离子或亚铁离子，具体是在混凝阶段向待处理水体中投加含有铁离子或亚铁离子的絮凝剂，或者是在混凝阶段向待处理水体中投加絮凝剂的同时额外加入铁离子或亚铁离子，使所述铁离子或所述亚铁离子在所述待处理水体中的浓度满足5～50mg/L。作为本专利技术的进一步优选，所述加入亚硫酸盐，具体是在混凝阶段或气浮阶段向所述待处理水体中加入亚硫酸盐，加入的所述亚硫酸盐在所述待处理水体中的浓度满足5～250mg/L。作为本专利技术的进一步优选，对于所述在混凝阶段向待处理水体中投加含有铁离子或亚铁离子的絮凝剂，在混凝阶段向待处理水体中投加含有铁离子或亚铁离子的絮凝剂，并加入所述亚硫酸盐之后，所述待处理水体其pH值被调节至3～10；或者，对于所述在混凝阶段向待处理水体中投加絮凝剂的同时额外加入铁离子或亚铁离子，在混凝阶段向待处理水体中投加絮凝剂的同时额外加入铁离子或亚铁离子，并加入所述亚硫酸盐之后，所述待处理水体其pH值被调节至3～10。作为本专利技术的进一步优选，加入的所述铁离子或所述亚铁离子在所述待处理水体中的浓度满足25mg/L，加入的所述亚硫酸盐在所述待处理水体中的浓度满足80mg/L。作为本专利技术的进一步优选，所述絮凝剂为硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁、聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)以及聚合硫酸铁(PFS)、聚合硫酸铝铁、聚丙烯酰胺(PAM)中至少一种。作为本专利技术的进一步优选，所述铁离子具体是以铁化合物的形式加入的，所述铁化合物优选为硫酸铁、氯化铁、二氧化三铁中至少一种。作为本专利技术的进一步优选，所述亚铁离子具体是以亚铁化合物的形式加入的，所述亚铁化合物优选为硫酸亚铁、氯化亚铁、氧化亚铁中至少一种。作为本专利技术的进一步优选，所述亚硫酸盐为亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾中至少一种。通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，由于向待处理水体中加入铁离子(或亚铁离子，铁离子、亚铁离子两者可以同时加入)和亚硫酸盐，其中铁离子或亚铁离子是在混凝阶段向水中加入的，亚硫酸盐是在混凝阶段或气浮阶段向水中加入的，可去除水中有机污染物，强化去除水中污染物，其具体原理如下：(1)铁或亚铁离子作为过渡金属元素可以活化亚硫酸盐生成亚硫酸根自由基，在有氧环境中亚硫酸根自由基可进一步氧化成为硫酸根自由基SO4·-。其具有较高的氧化还原电位(E0＝2.65—3.1V)、且具有强选择性，靠夺取最外层电子降解有机物。(2)气浮工艺可以保证充足的氧浓度，为铁或亚铁离子活化亚硫酸盐产生活性自由基提供保障。(3)铁及其离子作为混凝剂的一种，可以在混凝阶段投加，不影响处理工艺。高级氧化技术多种多样，本专利技术使用亚硫酸盐和过渡金属铁的高级氧化技术。本专利技术中的强化气浮工艺相比于现有技术中的高锰酸盐法等，具有氧化性强，作用效果快，适用有机物广的优点。本专利技术有效克服了给水处理工艺去除有机物效率低、成本高的难题。给水处理工程中去除有机物的方法有：混凝处理、吸附处理、氧化处理、膜处理、离子交换处理。这些处理技术中，吸附和膜处理技术去除效果好但成本高、经济效益差；混凝技术去除率低；氧化处理由于氧化剂的氧化能力不同，往往难以达到理想效果且成本很高。本专利技术基于氧化处理技术，采用硫酸根自由基高级氧化技术，可以克服氧化处理效果不理想的难题，且成本相比PS/PMS等药剂要低。本专利技术还通过对铁离子或亚铁离子的添加量进行优选控制，使它们的添加量满足0～50mg/L(更优选为25mg/L)，并对亚硫酸盐的添加量进行优选控制，使其添加量满足5～250mg/L(更优选为80mg/L)，能够在空气曝气处理或氧气日曝气处理10～30min，使氧气与由亚硫酸盐在被铁或亚铁离子活化后产生的亚硫酸根自由基继续相互反应，产生有活性的硫酸根自由基，从而达到氧化有机污染物的目的，实现水体中有机物的去除，有机物的降解速度快、去除率好。本专利技术通过利用铁或亚铁离子和亚硫酸盐控去除水中有机污染物，操作简单，可利用现有的气浮处理及后续水处理设备，经济适用，尤其具有以下优点：1.本专利技术对污染物的去除速率快、降解效果好，且不会产生额外的有毒有害物质，安全可靠。2.本专利技术操作简单，仅需在混凝曝气阶段投入少量铁或亚铁离子和亚硫酸盐即可达到去除污染物的目的。3.本专利技术经济适用性高，易于水厂升级改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强化气浮去除水中污染物的方法，其特征在于，该方法是向待处理水体中加入铁离子或亚铁离子，并加入亚硫酸盐，利用气浮工艺处理该待处理水体，从而强化气浮去除水中有机污染物。/n

【技术特征摘要】
1.一种强化气浮去除水中污染物的方法，其特征在于，该方法是向待处理水体中加入铁离子或亚铁离子，并加入亚硫酸盐，利用气浮工艺处理该待处理水体，从而强化气浮去除水中有机污染物。


2.如权利要求1所述强化气浮去除水中污染物的方法，其特征在于，所述向待处理水体中加入铁离子或亚铁离子，具体是在混凝阶段向待处理水体中投加含有铁离子或亚铁离子的絮凝剂，或者是在混凝阶段向待处理水体中投加絮凝剂的同时额外加入铁离子或亚铁离子，使所述铁离子或所述亚铁离子在所述待处理水体中的浓度满足5～50mg/L。


3.如权利要求1所述强化气浮去除水中污染物的方法，其特征在于，所述加入亚硫酸盐，具体是在混凝阶段或气浮阶段向所述待处理水体中加入亚硫酸盐，加入的所述亚硫酸盐在所述待处理水体中的浓度满足5～250mg/L。


4.如权利要求2所述强化气浮去除水中污染物的方法，其特征在于，对于所述在混凝阶段向待处理水体中投加含有铁离子或亚铁离子的絮凝剂，在混凝阶段向待处理水体中投加含有铁离子或亚铁离子的絮凝剂，并加入所述亚硫酸盐之后，所述待处理水体其pH值被调节至3～10；
或者，对于所述在混凝阶段向待处理水体中投加絮凝剂的同时额外加入铁离子或亚铁离子，在混凝阶段向待处理水体中投加...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢鹏超，张立，万颖，丁家琪，王晶文，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42