一种基于实时捕获配位机制的过度氧化抑制方法技术

一种基于实时捕获配位机制的过度氧化抑制方法，在混凝剂与臭氧同时作用的混凝同步臭氧化体系中，混凝剂在作为混凝剂不断水解聚合的同时还作为催化剂催化臭氧生成羟基自由基，经臭氧和羟基自由基氧化产生的有机中间产物在生成时即被混凝剂水解物实时捕获配位去除，阻断了有机中间产物向低碳数有机物转化的途径，避免了低碳数有机物的积累，抑制了传统预臭氧

【技术实现步骤摘要】
一种基于实时捕获配位机制的过度氧化抑制方法


[0001]本专利技术属于水处理
，涉及污废水深度处理技术及饮用水处理技术，特别涉及一种基于实时捕获配位机制的过度氧化抑制方法。

技术介绍

[0002]混凝是污废水深度处理的常见工艺，对悬浮性污染物具有较好的处理效果，却对溶解性有机物的处理效果较低。由于较强的氧化能力和易于操作的特性，臭氧氧化工艺常与混凝工艺结合来提高有机物的处理效果。现有技术多为预臭氧
‑
混凝和预混凝
‑
氧化两种途径。
[0003]其中，预臭氧
‑
混凝，是首先向水体中通入臭氧氧化一段时间，而后在氧化后水体中投加混凝剂进行混凝。预臭氧
‑
混凝工艺对臭氧投加量的要求极为苛刻，臭氧投加量需要控制在较低的范围才对后续混凝过程具有促进作用，高臭氧投加量下极易出现由于小分子有机物过度积累导致的有机物的过度氧化现象而抑制后续的混凝过程。同时对于实际水体的处理，由于水质波动变化，精密控制臭氧投加量极具挑战，这使溶解性有机物的去除效率难以保证。典型技术例如CN112573699A、CN112358080A、CN111204899A等。
[0004]预混凝
‑
氧化，是首先向水体投加混凝剂进行混凝处理，出水沉淀后再进行臭氧氧化。例如，在专利CN114044588A中，先在混凝剂的作用下，将生化尾水中悬浮颗粒物、大部分大分子有机物(有机胶体)及一些溶解性有机物进行去除；然后将水体送入臭氧反应池内，混凝与臭氧氧化协同作用，充分利用臭氧并降低混凝剂消耗量，显著提高了臭氧和混凝剂的利用率，可以更高效率的去除水中颗粒有机物、溶解性大分子有机物。最后在絮凝反应池内而促使胶粒脱稳形成粒大而重的絮凝体，从而深度去除生化尾水中颗粒有机物以及溶解性有机物等。虽然在该专利中提到“混凝与臭氧氧化协同作用”，但是其实际上是在整个混凝过程结束后通入臭氧，并在臭氧氧化结束后继续絮凝，整个过程分四级工艺，此处的协同作用更多的是各级工艺之间的协同作用，且流程复杂。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于实时捕获配位机制的过度氧化抑制方法，抑制过度氧化现象对溶解性有机物去除效果的影响，并且在保证溶解性有机物去除效果的同时拓宽工艺处理过程中臭氧投加量的范围，保障污废水的处理效果与水质安全。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种基于实时捕获配位机制的过度氧化抑制方法，包括：
[0008]首先，加入金属盐混凝剂使其与待处理的水体混合，促进水体中胶体和悬浮物脱稳形成絮体；
[0009]随后，直接在混凝体系中通入臭氧，使金属盐混凝剂与臭氧同步交互反应；所述同步交互反应是指，所述金属盐混凝剂催化所述臭氧产生羟基自由基，增强氧化能力；同时所
述臭氧促进混凝剂水解物从低聚合态向高聚合态转化，提高混凝效果；
[0010]在所述同步交互反应中，水体中的高碳数有机物被臭氧和羟基自由基氧化分解产生中等碳数有机物，所述中等碳数有机物在产生时即被混凝剂水解物实时捕获配位去除，从而打断其氧化分解为低碳数有机物的途径，避免难以混凝去除的低碳数有机物的过度积累导致的过度氧化现象；
[0011]最后，沉淀使得同步交互反应完成后得到的絮体与水相分离，从而得到净化过的水体。
[0012]在一个实施例中，所述混凝剂的投加量为90～120mg/L，加入混凝剂后进行快速搅拌，搅拌强度为300<G<400s
‑1，反应时间为1～3min。
[0013]在一个实施例中，所述臭氧的通入量在0.1～60mg/L的范围内任选；所述任选，指该范围内的任一数值均能够对溶解性有机物去除效果大于20％。
[0014]在一个实施例中，通入臭氧后进行慢速搅拌，搅拌强度维持在20<G<30s
‑1，反应时间20～40min。
[0015]在一个实施例中，所述高碳数有机物为C21以上有机物，中等碳数有机物为C11
‑
C20有机物，低碳数有机物为C1
‑
C10有机物。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0017]1、抑制了过度氧化现象的发生。
[0018]2、有效提高了溶解性有机物的去除效率。
[0019]3、臭氧投加量范围宽泛，不需严格控制。
[0020]4、臭氧做氧化剂的同时还具有消毒作用。
[0021]5、流程简单，操作便捷。
[0022]因此，与以往传统预臭氧
‑
混凝工艺相比，本专利技术解决了臭氧投加量控制不精密导致过度氧化、溶解性有机物去除率低下的问题，同时操作简单，溶解性有机物去除效率高，在饮用水及污水深度处理领域具有重要意义。
附图说明
[0023]图1是本专利技术过度氧化抑制的原理图。
[0024]图2是针对同一待处理水体，预臭氧
‑
混凝工艺与本专利技术混凝同步臭氧化工艺不同臭氧投加量的DOC去除率对比。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。
[0026]常见的预臭氧
‑
混凝工艺往往因臭氧投加量控制不精密导致有机物过度氧化，进而影响溶解性有机物的去除效果。
[0027]本专利技术为一种基于实时捕获配位机制的过度氧化抑制方法，如图1所示，其步骤和原理包括：
[0028]首先，加入金属盐混凝剂使其与待处理的水体混合，促进水体中胶体和悬浮物脱稳形成絮体。
[0029]随后，通入臭氧，构成金属盐混凝剂与臭氧同时作用的混凝同步臭氧化体系，金属
盐混凝剂与臭氧同步交互反应。本专利技术中，同步交互反应是指：金属盐混凝剂在作为混凝剂不断水解聚合的同时，由于其表面羟基的存在，金属盐混凝剂能够作为催化剂催化臭氧产生羟基自由基，增强整体工艺的氧化能力；同时臭氧能够促进混凝剂水解物从低聚合态向高聚合态转化的能力，提高整体工艺的混凝效果。其中混凝剂水解物是指金属盐混凝剂在水中产生的水解产物。低聚合态和高聚合态是指金属盐混凝剂的水解产物形态，以铝盐混凝剂为例，低聚合态是指Al3‑
Al5，中等聚合态是指Al6‑
Al
10
，高聚合态是指Al
11
‑
Al
20
。
[0030]在此过程中，水体中的高碳数有机物被臭氧和羟基自由基氧化分解产生的中间产物即中等碳数有机物，在产生时即被混凝剂水解物实时捕获配位去除。由此，中等碳数有机物氧化分解为低碳数有机物的途径被阻断，避免了难以混凝去除的低碳数有机物的过度积累，抑制了传统预臭氧
‑
混凝工艺在高臭氧投加量下出现的有机物的过度氧化，拓宽了臭氧投加量范围，实现了溶解性有机物的高效去除。其中高碳数有机物为C21以上有机物，中等碳数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于实时捕获配位机制的过度氧化抑制方法，其特征在于，包括：首先，加入金属盐混凝剂使其与待处理的水体混合，促进水体中胶体和悬浮物脱稳形成絮体；随后，直接在混凝体系中通入臭氧，使金属盐混凝剂与臭氧同步交互反应；所述同步交互反应是指，所述金属盐混凝剂催化所述臭氧产生羟基自由基，增强氧化能力；同时所述臭氧促进混凝剂水解物从低聚合态向高聚合态转化，提高混凝效果；在所述同步交互反应中，水体中的高碳数有机物被臭氧和羟基自由基氧化分解产生中等碳数有机物，所述中等碳数有机物在产生时即被混凝剂水解物实时捕获配位去除，从而打断其氧化分解为低碳数有机物的途径，避免难以混凝去除的低碳数有机物的过度积累导致的过度氧化现象；最后，沉淀使得同步交互反应完成后得到的絮体与水相分离，从而得到净化过的水体。2.根据权利要求1所述基于实时捕获配位机制的过度氧化抑制方法，其特征在于，所述混凝剂的投加量为90～120...

【专利技术属性】
技术研发人员：金鑫，刘梦稳，金鹏康，商亚博，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：