專利名稱：一種采用零價(jià)鐵屑作為載體的污水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用零價(jià)鐵屑作為載體的污水處理方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，很多新興的難降解有機(jī)污染物被排入水體，這些污染物很多都具有內(nèi)分泌干擾性能，有些毒性很高，且能在生物體中富集。因此，它們對(duì)環(huán)境的影響不容忽視，探索一種有效的去除內(nèi)分泌干擾物等難降解有機(jī)污染物高效低耗的方法勢(shì)在必行。傳統(tǒng)的高級(jí)氧化工藝(AOPs)能產(chǎn)生0H·活性自由基，已被證明能去除污水中的難降解有機(jī)污染物(Oh et al. , 2002; Watanabe et al. , 2003; Chin et al. , 2004;Neamtu et al.，2006)。但是傳統(tǒng)AOPs中的0H·在水中分散距離過(guò)小，對(duì)有機(jī)污染物的降 解效率較低?；钚宰杂苫鵖O廠的氧化還原電位(2. 6V)與0H·相似(2. 7V) (Latimer, 1952)，SOf在水中比0Η·更穩(wěn)定,分散距離更大(Crimi and Taylor, 2007)。已有文獻(xiàn)報(bào)道,SOf能有效降解地表水中的有機(jī)污染物TCE(Liang et al. , 2004; Cao et al. , 2008)。而零價(jià)鐵在自然界中含量豐富，價(jià)格低廉，在高級(jí)氧化工藝中起到非常重要的作用(Mazellierand Bolte, 1997)。本發(fā)明以零價(jià)鐵屑作為載體，采用Fe°激活S2082_產(chǎn)生SO廠，氧化去除污水中的難降解有機(jī)污染物，提高了污染物的去除率及礦化率；自動(dòng)控制進(jìn)水、進(jìn)料、攪拌、出水等程序，確保了操作的方便和安全。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)傳統(tǒng)高級(jí)氧化工藝(AOPs)中0H·在水中分散距離過(guò)小，對(duì)有機(jī)污染物的降解效率較低等問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提出一種操作方便、安全、污染物降解效率高、不易產(chǎn)生二次污染的污水處理方法。本發(fā)明中，零價(jià)鐵屑投加至改進(jìn)型序批式反應(yīng)器中，讓鐵屑處于厭氧隔離空氣的環(huán)境條件下，減緩鐵銹的生成速度，確保了鐵屑與K2S2O8充分反應(yīng)，生成更多的SO廠，氧化降解水中的難降解有機(jī)污染物；在密閉的反應(yīng)器中，用時(shí)控器精確控制進(jìn)水、投料、攪拌、沉淀、出水、排渣的時(shí)間，使處理后的污水達(dá)標(biāo)排放；采用PE槳葉進(jìn)行機(jī)械攪拌，讓鐵屑和K2S2O8反應(yīng)產(chǎn)生的SO廠與有機(jī)污染物充分接觸，同時(shí)在處理過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生二次污染。本發(fā)明提供的一種采用零價(jià)鐵屑作為載體的污水處理方法，其具體步驟如下
1)進(jìn)污水直至體積占反應(yīng)器容量的2/3 4/5；
2)向反應(yīng)器中投加鐵屑后，邊攪拌邊投加K2S2O8，投加完畢后將容器密封，繼續(xù)攪拌，反應(yīng)O. 5h 1. 5h后，排水、排渣，其中投加的鐵屑和K2S2O8的摩爾比為1/2 2/1。本發(fā)明中，步驟2)中投加鐵屑的一維尺寸為I mm 10 mm，本發(fā)明中所用鐵屑在使用前需酸洗活化。
本發(fā)明中，步驟2)中所述攪拌采用的攪拌槳葉采用聚乙烯材料。本發(fā)明中，進(jìn)水、投料、攪拌、沉淀、出水、排渣的時(shí)間由時(shí)控器精確控制。本發(fā)明中，反應(yīng)結(jié)束后，剩余的鐵屑經(jīng)沉淀后通過(guò)排渣口排出，回收后進(jìn)行再利用。本發(fā)明中還提供了一種實(shí)現(xiàn)污水處理方法的反應(yīng)器，其為改進(jìn)型 序批式反應(yīng)器，主要包括反應(yīng)器主體和攪拌機(jī)，其中反應(yīng)器主體為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，所用材料為石英玻璃，反應(yīng)器主體的一側(cè)上端設(shè)置進(jìn)水口，下端設(shè)置出水口，在反應(yīng)器主體的另一側(cè)上端設(shè)置第一投料口，用于投加K2S2O8,下端設(shè)置排渣口，其中排渣口平面略低于出水口平面；反應(yīng)容器在靠近第一投料口的上表面一端設(shè)置第二投料口，用于投加鐵屑，在反應(yīng)器的中線位置附近設(shè)置攪拌機(jī)，其攪拌槳葉采用聚乙烯材料，攪拌槳葉接近反應(yīng)器底部，攪拌機(jī)電機(jī)位于反應(yīng)器主體上端。本發(fā)明的有益效果是
(1)采用零價(jià)鐵屑作為載體，反應(yīng)器中投加適量的K2S2O8，產(chǎn)生SOf，水中的難降解有機(jī)污染物去除效率高；
(2)在密閉的反應(yīng)器中，采用PE槳葉進(jìn)行機(jī)械攪拌，讓鐵屑和K2S2O8反應(yīng)產(chǎn)生的SOf與有機(jī)污染物充分接觸，確保反應(yīng)器中鐵屑不被攪拌槳葉吸附、不易生銹；
(3)自動(dòng)控制進(jìn)水、進(jìn)料、攪拌、出水等程序，反應(yīng)結(jié)束后，剩余的鐵屑通過(guò)排渣口排出，回收后進(jìn)行再利用。處理后的污水不但達(dá)標(biāo)排放，而且避免了傳統(tǒng)高級(jí)氧化工藝易產(chǎn)生二次污染的問(wèn)題。


圖1是一種采用零價(jià)鐵屑作為載體的污水處理裝置示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1、攪拌機(jī)電機(jī)；2、鐵屑投料口 ；3、K2S2O8投料口 ；4、排渣口 ；5、出水口 ；6、進(jìn)水口 ；7、攪拌機(jī)漿葉。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。零價(jià)鐵屑購(gòu)自復(fù)旦大學(xué)藥品倉(cāng)庫(kù)，其一維尺寸為I mm 10 mm。本發(fā)明中，采用零價(jià)鐵屑作為載體的污水處理裝置示意圖如圖1所示，其主要包括反應(yīng)器主體和攪拌機(jī),其中反應(yīng)器主體為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu),容積為4 L，所用材料為石英玻璃，反應(yīng)器主體的一側(cè)上端設(shè)置進(jìn)水口，下端設(shè)置出水口，在反應(yīng)器主體的另一側(cè)上端設(shè)置第一投料口，用于投加K2S2O8,下端設(shè)置排渣口，其中排渣口平面略低于出水口平面；反應(yīng)容器在靠近第一投料口的上表面一端設(shè)置第二投料口，用于投加鐵屑，在反應(yīng)器的中線位置附近設(shè)置攪拌機(jī)，其攪拌槳葉采用聚乙烯材料，攪拌槳葉接近反應(yīng)器底部，攪拌機(jī)電機(jī)位于反應(yīng)器主體上端。實(shí)施例1:
在本實(shí)施例中，改進(jìn)型序批式反應(yīng)器的容積為4 L，進(jìn)污水直至體積占反應(yīng)器容量的4/5。2，2-雙(4-羥基苯基)丙烷(BPA)的初始濃度為18. 24 mg/L，加入K2S2O8的濃度為325mg/L，加入零價(jià)鐵屑的量為150 mg。由時(shí)控器精確控制進(jìn)水、投料、攪拌、沉淀、排水和排渣的時(shí)間。進(jìn)污水3 min后，同時(shí)投加零價(jià)鐵屑2 min，鐵屑投加完成，進(jìn)水即停止，開始攪拌；攪拌初始即投加K2S2O8,時(shí)間2 min ;攪拌60 min后,沉淀10 min,先排水3 min,后排洛2min ;總運(yùn)行時(shí)間為80 min。運(yùn)行后的出水結(jié)果為出水BPA濃度為O mg/L, BPA去除率為100%,污水中TOC去除率為80. 5%ο實(shí)施例2:
在本實(shí)施例中，改進(jìn)型序批式反應(yīng)器的容積為4 L，進(jìn)污水直至體積占反應(yīng)器容量的3/4。BPA的初始濃度為18. 24 mg/L，加入K2S2O8的濃度為325 mg/L，加入零價(jià)鐵屑的量為230 mg ο由時(shí)控器精確控制進(jìn)水、投料、攪拌、沉淀、排水和排洛的時(shí)間。進(jìn)污水3 min后，同時(shí)投加零價(jià)鐵屑2 min，鐵屑投加完成，進(jìn)水即停止，開始攪拌；攪拌初始即投加K2S2O8，時(shí)間2 min;攪拌45 min后，沉淀10 min,先排水3 min,后排洛2 min;總運(yùn)行時(shí)間為65 min。運(yùn)行后的出水結(jié)果為出水BPA濃度為O mg/L，BPA去除率為100%，污水中TOC去除率為85. 3%。實(shí)施例3
在本實(shí)施例中，改進(jìn)型序批式反應(yīng)器的容積為4 L，進(jìn)污水直至體積占反應(yīng)器容量的2/3。BPA的初始濃度為18. 24 mg/L，加入K2S2O8的濃度為325 mg/L，加入零價(jià)鐵屑的量為250 mg,由時(shí)控器精確控制進(jìn)水、投料、攪拌、沉淀、排水和排洛的時(shí)間。進(jìn)污水3 min后，同時(shí)投加零價(jià)鐵屑2 min，鐵屑投加完成，進(jìn)水即停止，開始攪拌；攪拌初始即投加K2S2O8，時(shí)間2 min ;攪拌30 min后，沉淀10 min,先排水3 min,后排洛2 min ;總運(yùn)行時(shí)間為50 min。運(yùn)行后的出水結(jié)果為出水BPA濃度為O mg/L，BPA去除率為100%，污水中TOC去除率為90. 6%。
權(quán)利要求
1.一種采用零價(jià)鐵屑作為載體的污水處理方法，其特征在于，具體步驟如下1)進(jìn)污水直至體積占反應(yīng)器容量的2/3 4/5；2)向反應(yīng)器中投加鐵屑后，邊攪拌邊投加K2S2O8，投加完畢后將容器密封，繼續(xù)攪拌， 反應(yīng)O. 5 h 1. 5 h，沉淀后，排水、排洛；其中投加的鐵屑和K2S2O8的物質(zhì)的量比為1/2 2/1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理方法，其特征在于步驟2)中投加鐵屑的一維尺寸為I mm 10 mm,鐵屑在使用前酸洗活化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理方法，其特征在于步驟2)中攪拌時(shí)采用的攪拌槳葉采用聚乙烯材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理方法，其特征在于進(jìn)污水、投料、攪拌、沉淀、出水、 排渣的時(shí)間由時(shí)控器精確控制。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種采用零價(jià)鐵屑作為載體的污水處理方法。本發(fā)明以零價(jià)鐵屑作為載體，在反應(yīng)器中投加適量的K2S2O8，產(chǎn)生SO4- ，氧化降解水中的難降解有機(jī)污染物，克服了傳統(tǒng)高級(jí)氧化工藝中采用的OH 在水中分散距離過(guò)小，有機(jī)污染物降解率較低的問(wèn)題；在密閉的反應(yīng)器中，用時(shí)控器精確控制進(jìn)水、投料、攪拌、沉淀、出水、排渣的時(shí)間，采用聚乙烯(PE)槳葉進(jìn)行機(jī)械攪拌，讓鐵屑和K2S2O8反應(yīng)產(chǎn)生的SO4- 與有機(jī)污染物充分接觸，處理后的污水不但達(dá)標(biāo)排放，且不易產(chǎn)生二次污染，其運(yùn)行安全可靠。
文檔編號(hào)C02F1/72GK102992467SQ20121052623
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者李洪靜, 蔣曉璇, 張志堅(jiān), 公平, 袁海霞, 董文博 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)