一種利用單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及反滲透濃縮液的處理方法，具體涉及一種利用單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]反滲透處理技術(shù)(RO)是以壓力差為動(dòng)力的膜分離過(guò)濾技術(shù)，具有能耗低、運(yùn)行操作簡(jiǎn)便、系統(tǒng)占地面積小、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)隨著制膜技術(shù)的進(jìn)步、能量回收系統(tǒng)的開發(fā)、預(yù)處理技術(shù)的改進(jìn)等，反滲透處理技術(shù)成本逐年下降。目前已被廣泛運(yùn)用于科研、醫(yī)藥、食品、飲料、海水淡化、環(huán)保等領(lǐng)域。
[0003]然而，在利用反滲透技術(shù)制取回用水的同時(shí)，進(jìn)水中雜質(zhì)被高濃度濃縮，能夠產(chǎn)生原處理水量三分之一至五分之一的反滲透濃縮液，濃水中無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、微生物、膠體等含量大幅度增加，具有成分復(fù)雜、濃度高等特點(diǎn)。因此，反滲透濃縮液直接排放會(huì)對(duì)地表水、土壤和海洋等產(chǎn)生污染，若將其排入到污水處理系統(tǒng)，不僅將增加污水處理系統(tǒng)的負(fù)荷及運(yùn)行成本，而且可能對(duì)污水處理廠的正常運(yùn)行及處理效果產(chǎn)生負(fù)面影響。由此可見(jiàn)，反滲透濃縮液的處理成為水處理技術(shù)中的一道難題。
[0004]單線態(tài)氧(1O2)是一種處于激發(fā)態(tài)的分子氧，與超氧自由基(O2.)、羥基自由基(?0H)、硫酸根自由基(S04‘ )等活性氧物種類似，化學(xué)性質(zhì)活潑、不穩(wěn)定，在自然界中廣泛存在，是化學(xué)、環(huán)境、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域最長(zhǎng)涉及的活性氧之一，具有氧化能力強(qiáng)、反應(yīng)活性高、存活時(shí)間短、氧化后不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物等特點(diǎn)，屬于綠色、環(huán)境友好型氧化劑。
[0005]但是，目前并沒(méi)有一種有效處理反滲透濃縮液的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種利用單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法。
[0007]本發(fā)明的一種利用單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的:一、將丙酮酸加入到待進(jìn)行反滲透處理的水中，進(jìn)行反滲透處理；
[0008]二、向步驟一反滲透處理后得到的反滲透濃縮液中加入過(guò)氧化物，攪拌，控制丙酮酸和過(guò)氧化物的摩爾比為1: (I?10)，控制過(guò)氧化物濃度為100?5000mg/L，水力反應(yīng)停留時(shí)間為30?120min，即完成利用單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液。
[0009]本發(fā)明的方法具體流程見(jiàn)圖1。
[0010]本發(fā)明的一種利用單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法中所述過(guò)氧化物為過(guò)一硫酸鹽、過(guò)碳酸鹽中一種或幾種按任意比混合的混合物。其中，過(guò)一硫酸鹽為過(guò)一硫酸鈉(NaHSO5)、過(guò)一硫酸鉀(KHSO5)、過(guò)一硫酸銨(NH4HSO5)、過(guò)一硫酸鈣(Ca(HSO5)2)、過(guò)一硫酸鎂(Mg(HSO5)2)中的一種或幾種按任意比混合的混合物；過(guò)碳酸鹽為過(guò)碳酸鈉(Na2CO4)、過(guò)碳酸鉀(K2CO4)中的一種或兩種按任意比混合的混合物。
[0011]本發(fā)明的一種利用單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液方法的原理如下:首先，在待進(jìn)行反滲透處理的水中，加入的丙酮酸能夠與其中的鈣鎂離子(Ca'Mg2+)結(jié)合，形成絡(luò)合物丙酮酸鹽(丙酮酸鈣、丙酮酸鎂)，阻礙鈣鎂離子在反滲透膜上結(jié)垢，起到絡(luò)合阻垢的作用；然后，反滲透濃縮液中的丙酮酸鹽催化加入的過(guò)氧化物(過(guò)一硫酸鹽、過(guò)碳酸鹽)產(chǎn)生雙環(huán)氧中間體，生成的雙環(huán)氧中間體進(jìn)一步與過(guò)氧化物反應(yīng)產(chǎn)生單線態(tài)氧(1O2)和丙酮酸鹽，同時(shí)雙環(huán)氧中間體也會(huì)發(fā)生自分解產(chǎn)生單線態(tài)氧(1O2)和丙酮酸鹽，生成的丙酮酸鹽繼續(xù)催化過(guò)氧化物產(chǎn)生單線態(tài)氧，在反應(yīng)中丙酮酸鹽起到循環(huán)催化的作用。具體反應(yīng)機(jī)理見(jiàn)圖2。生成的單線態(tài)氧具有很強(qiáng)的氧化能力，可以快速與反滲透濃縮液中的污染物反應(yīng)，氧化有機(jī)物、滅活微生物，除污染效果好，且作為環(huán)境友好試劑不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物，處理后水可直接排入城市污水處理系統(tǒng)。因此，本發(fā)明是一種集絡(luò)合阻垢與氧化除污染為一體的高效反滲透濃縮液處理方法。
[0012]本發(fā)明的一種利用單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0013](I)環(huán)境友好型氧化劑單線態(tài)氧(1O2)反應(yīng)活性強(qiáng)、除污染效率高、氧化后不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物。
[0014](2)丙酮酸作為生物體基本代謝的中間產(chǎn)物之一，是葡萄糖糖酵解的最終產(chǎn)物，被廣泛用于食品加工等過(guò)程，因此，丙酮酸作為絡(luò)合劑和催化劑，安全可靠，無(wú)毒副作用。
[0015](3)丙酮酸作為絡(luò)合劑，與存在的鈣鎂離子(Ca2+、Mg2+)形成絡(luò)合物丙酮酸鹽(丙酮酸鈣、丙酮酸鎂)，起到阻垢的作用；同時(shí)丙酮酸結(jié)合鈣鎂離子后增強(qiáng)了羧酸官能團(tuán)的吸電子能力，催化過(guò)氧化物(過(guò)一硫酸鹽、過(guò)碳酸鹽)的能力更強(qiáng)。
[0016](4)綠色氧化劑過(guò)氧化物(過(guò)一硫酸鹽、過(guò)碳酸鹽)作為粉末狀固體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，運(yùn)輸儲(chǔ)存方便，價(jià)格適中，商業(yè)易得，操作簡(jiǎn)單易行，反應(yīng)后不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物。
[0017](5)反應(yīng)pH適用范圍寬，受水體條件影響小，是一種集絡(luò)合阻垢與氧化除污染為一體的高效反滲透濃縮液處理方法。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是一種利用單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液方法的流程圖；
[0019]圖2是一種利用單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液方法的反應(yīng)機(jī)理圖；
[0020]圖3是實(shí)施例1的反滲透濃縮液去除率曲線圖；其中，□表示單獨(dú)利用過(guò)一硫酸鉀對(duì)反滲透濃縮液進(jìn)行氧化降解COD的去除率曲線，■表示利用丙酮酸催化過(guò)一硫酸鉀產(chǎn)生的單線態(tài)氧對(duì)反滲透濃縮液進(jìn)行氧化降解COD的去除率曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實(shí)施方式】，還包括各【具體實(shí)施方式】間的任意組合。
[0022]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式為一種利用單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0023]一、將丙酮酸加入到待進(jìn)行反滲透處理的水中，進(jìn)行反滲透處理；
[0024]二、向步驟一反滲透處理后得到的反滲透濃縮液中加入過(guò)氧化物，攪拌，控制丙酮酸和過(guò)氧化物的摩爾比為1: (I?10)，控制過(guò)氧化物濃度為100?5000mg/L，水力反應(yīng)停留時(shí)間為30?120min，即完成利用單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液。
[0025]本實(shí)施方式的具體流程見(jiàn)圖1。
[0026]本實(shí)施方式的一種利用單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液方法的原理如下:首先，在待進(jìn)行反滲透處理的水中，加入的丙酮酸能夠與其中的鈣鎂離子(Ca'Mg2+)結(jié)合，形成絡(luò)合物丙酮酸鹽(丙酮酸鈣、丙酮酸鎂)，阻礙鈣鎂離子在反滲透膜上結(jié)垢，起到絡(luò)合阻垢的作用；然后，反滲透濃縮液中的丙酮酸鹽催化加入的過(guò)氧化物(過(guò)一硫酸鹽、過(guò)碳酸鹽)產(chǎn)生雙環(huán)氧中間體，生成的雙環(huán)氧中間體進(jìn)一步與過(guò)氧化物反應(yīng)產(chǎn)生單線態(tài)氧(1O2)和丙酮酸鹽，同時(shí)雙環(huán)氧中間體也會(huì)發(fā)生自分解產(chǎn)生單線態(tài)氧(1O2)和丙酮酸鹽，生成的丙酮酸鹽繼續(xù)催化過(guò)氧化物產(chǎn)生單線態(tài)氧，在反應(yīng)中丙酮酸鹽起到循環(huán)催化的作用。具體反應(yīng)機(jī)理見(jiàn)圖2。生成的單線態(tài)氧具有很強(qiáng)的氧化能力，可以快速與反滲透濃縮液中的污染物反應(yīng)，氧化有機(jī)物、滅活微生物，除污染效果好，且作為環(huán)境友好試劑不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物，處理后水可直接排入城市污水處理系統(tǒng)。因此，本實(shí)施方式是一種集絡(luò)合阻垢與氧化除污染為一體的高效反滲透濃縮液處理方法。
[0027]本實(shí)施方式的一種利用單線態(tài)氧處理反滲透濃縮液的方法，具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)環(huán)境友好型氧化劑單線態(tài)氧(1O2)反應(yīng)活性強(qiáng)、除污染效率高、氧化后不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物。(2)丙酮酸作為生物體基本代謝的中間產(chǎn)物之一，是葡萄糖糖酵解的最終產(chǎn)物，被廣泛用于食品加工等過(guò)程，因此，丙酮酸作為絡(luò)合劑和催化劑，安全可靠，無(wú)毒副作用。(3)丙酮酸作為絡(luò)合劑，與存在的鈣鎂離子(Ca2+、Mg2+)形成絡(luò)合物丙酮酸鹽(丙酮酸鈣、丙酮酸鎂)，起到阻垢的作用；同時(shí)丙酮酸結(jié)合鈣鎂離子后增強(qiáng)了羧酸官能團(tuán)的吸電子能力，催化過(guò)氧化物(過(guò)一硫酸鹽、過(guò)碳酸鹽)的能力更強(qiáng)。(4)綠色氧化劑過(guò)氧化物(過(guò)一硫酸鹽、過(guò)碳酸鹽)作為粉末狀固體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，運(yùn)輸儲(chǔ)存方便，價(jià)格適中，商業(yè)易得，操作簡(jiǎn)單易行，反應(yīng)后不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物。(5)反應(yīng)pH適用范圍寬，受水體條件影響小，是一種集絡(luò)合阻垢與氧化除污染為一體的高效反滲透濃縮液處理方法。
[0028]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述過(guò)氧化物為過(guò)一硫酸鹽、過(guò)碳酸鹽中一種或幾種按任意比混合的混合物。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0029]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:過(guò)一硫酸鹽為過(guò)一硫酸鈉(NaHSO5)、過(guò)一硫酸鉀(KHSO5)、過(guò)一硫酸銨(NH4HSO5)、過(guò)一硫酸鈣(Ca(HSO5)2)、過(guò)一硫酸鎂(Mg