專(zhuān)利名稱(chēng)：一種臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水處理方法。
背景技術(shù)：
臭氧在飲用水處理中的應(yīng)用已經(jīng)有一百多年的歷史，現(xiàn)已成為飲用水深度凈化的 核心技術(shù)。臭氧催化氧化技術(shù)屬于高級(jí)氧化技術(shù)的范疇，它是追求臭氧在催化劑作用下產(chǎn) 生更多的有強(qiáng)氧化能力的中間產(chǎn)物(如羥基自由基，· 0H)，達(dá)到提高臭氧氧化能力的目的。 超濾膜是最早開(kāi)發(fā)的高分子分離膜之一超濾膜的工業(yè)應(yīng)用十分廣泛，已成為新型化工單元 操作之一它是一種孔徑規(guī)格一致,額定孔徑為0. 001 0. 02 μ m的微孔過(guò)濾膜，并以壓力 差為推動(dòng)力的膜過(guò)濾方法。隨著國(guó)家對(duì)水環(huán)境質(zhì)量和人民群眾對(duì)生活居住環(huán)境要求的不斷提高，國(guó)家對(duì)城市 供水和污水處理廠(chǎng)出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂。從2007年7月1日起，新的《生活飲用水衛(wèi)生 標(biāo)準(zhǔn)》開(kāi)始實(shí)施(全國(guó)在2012年后強(qiáng)制實(shí)行)。新標(biāo)準(zhǔn)中的飲用水水質(zhì)指標(biāo)由原標(biāo)準(zhǔn)的 35項(xiàng)增至106項(xiàng)，增加了 71項(xiàng)；2003年國(guó)家頒布實(shí)施《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB18918-2002)，其中規(guī)定“城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)出水排入國(guó)家和省確定的重點(diǎn)流域及湖泊、 水庫(kù)等封閉、半封閉水域時(shí)，執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)，排入GB3838地表水III類(lèi)功能水域 (劃定的飲用水源保護(hù)區(qū)和游泳區(qū)除外)、GB3097海水二類(lèi)功能水域時(shí)，執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的B 標(biāo)準(zhǔn)”。我國(guó)2006年以前建設(shè)運(yùn)行的大部分污水處理廠(chǎng)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)氮、磷的去除要求， 急需技術(shù)改造。目前，城市供水廠(chǎng)水質(zhì)的處理、城市污水廠(chǎng)二級(jí)出水的水質(zhì)以及工業(yè)廢水的中水 回用均存在氮、磷、COD、BOD和SS的去除率不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有城市供水廠(chǎng)水質(zhì)的處理、城市污水廠(chǎng)二級(jí)出水的水質(zhì) 以及工業(yè)廢水的中水回用均存在氮、磷、C0D、B0D和SS的去除率不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，而提供一種 臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法。臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法按以下步驟進(jìn)行一、臭氧投加到待處 理的水中，臭氧與水接觸時(shí)間為5 lOOmin，臭氧投加量為0. 2 9. Omg/L，水流速度1 20m/h ；二、步驟一中的出水經(jīng)過(guò)額定孔徑為0. 001 0. 02 μ m的超濾膜處理后，即完成臭 氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理；其中步驟一中臭氧投加的方式為較瞬時(shí)單點(diǎn)投加、多 點(diǎn)投加或連續(xù)投加；步驟二中超濾膜處理所用操作壓差為0. 1 0. 8MPa，適用pH值為1 13。本發(fā)明臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法，能夠有效去除水中的有機(jī)污染 物、異味、色濁及細(xì)菌、病毒、重金屬等其他污染物，它具有很高的除污染效率(給水的水質(zhì) 指標(biāo)達(dá)到106項(xiàng)；污水的出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的B標(biāo) 準(zhǔn))，能夠全面提高處理后水質(zhì)；其對(duì)難降解、高穩(wěn)定性污染物去除能力全面超過(guò)傳統(tǒng)的常規(guī)水處理技術(shù)及單獨(dú)臭氧處理技術(shù)，該方法運(yùn)行簡(jiǎn)單，操作笪理容易；同時(shí)可以應(yīng)用于城市 供水廠(chǎng)水質(zhì)的達(dá)標(biāo)升級(jí)改造、城市污水廠(chǎng)的升級(jí)改造、工業(yè)廢水的回用等處理過(guò)程。
具體實(shí)施例方式本發(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。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法按以下 步驟進(jìn)行一、臭氧投加到待處理的水中，臭氧與水接觸時(shí)間為5 lOOmin，臭氧投加量 為0. 2 9. Omg/L，水流速度1 20m/h ；二、步驟一中的出水經(jīng)過(guò)額定孔徑為0. 001 0. 02 μ m的超濾膜處理后，即完成臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理；其中步驟一中臭 氧投加的方式為較瞬時(shí)單點(diǎn)投加、多點(diǎn)投加或連續(xù)投加；步驟二中超濾膜處理所用操作壓 差為0. 1 0. 8MPa，適用pH值為1 13。本實(shí)施方式中步驟一中臭氧與水接觸后水中污染物被臭氧氧化，使水中污染物被 氧化去除；步驟二中超濾膜處理后將孔徑為0. 001 0. 02 μ m以上的大分子進(jìn)行了截留，使 出水中微生物含量幾乎為零。本實(shí)施方式中完成臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理后，可收集臭氧尾氣，并 且臭氧尾氣可用于安全消毒或原水預(yù)處理，以提高整體的水處理效率，在不使用臭氧尾氣 的情況下，也可通過(guò)臭氧尾氣破壞器處理臭氧尾氣，防止其進(jìn)入周?chē)h(huán)境。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中還可以額外投 加均相催化臭氧化反應(yīng)的均相催化劑或非均相催化臭氧化反應(yīng)的非均相催化劑。其它步驟 及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二不同的是步驟一中額外投加均相 催化臭氧化反應(yīng)的均相催化劑的量按照當(dāng)量比臭氧催化劑=1 0. 01 0. 5投加。其 它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二不同的是步驟一中額外投加均相 催化臭氧化反應(yīng)的均相催化劑是采用過(guò)渡金屬離子，為Fe2+、Mn2+、Ni2+、C02+、Cd2+、CU2+或Ag+。 其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
二相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二不同的是步驟一中額外投加非均 相催化臭氧化反應(yīng)的非均相催化劑采用的是以蜂窩陶瓷板、Al203、Ti02、Si02、黏土或活性炭 為載體，并在其表面負(fù)載金屬或金屬氧化物作為催化劑；其中負(fù)載金屬為Cu ；負(fù)載金屬氧 化物為Fe203、Al203、Ti02或胞。,。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
二相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中待處理的水采 用的進(jìn)水方向?yàn)轫樍魇?原水由下方進(jìn)水，上方出水)、逆流式(原水由上方進(jìn)水，下方出 水)或混合流式(原水由中部進(jìn)水，兩側(cè)分別出水)。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相 同。本實(shí)施方式中待處理的水采用的三種進(jìn)水方向可根據(jù)水處理現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行選擇。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中臭氧與水接觸 時(shí)間為10 90min，臭氧投加量為1 7. Omg/L，水流速度5 15m/h。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中臭氧與水接觸 時(shí)間為50min，臭氧投加量為5. Omg/L，水流速度10m/h。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一 相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟二中超濾膜的材 料為纖維素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰 胺、磺化聚砜、交鏈的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相 同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟二中超濾膜采用內(nèi) 壓式超濾膜或外壓式超濾膜。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法按以 下步驟進(jìn)行一、臭氧投加到待處理的水中，臭氧與水接觸時(shí)間為80min，臭氧投加量為 8. Omg/L，水流速度10m/h ；二、步驟一中的出水經(jīng)過(guò)額定孔徑為0. 001 0. 02 μ m的超濾膜 處理后，即完成臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理；其中步驟一中臭氧投加的方式為較 瞬時(shí)單點(diǎn)投加、多點(diǎn)投加或連續(xù)投加；步驟二中超濾膜處理所用操作壓差為0. 1 0. 8MPa, 適用PH值為1 13。本實(shí)施方式中選取的進(jìn)水為現(xiàn)有城市污水廠(chǎng)二級(jí)出水；通過(guò)臭氧催化氧化與超濾 膜聯(lián)用處理后的出水，經(jīng)檢測(cè)，無(wú)異味及色濁情況，出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放 標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的B標(biāo)準(zhǔn)，全面提高了處理后的水質(zhì)。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法按以 下步驟進(jìn)行一、臭氧投加到待處理的水中，臭氧與水接觸時(shí)間為5 lOOmin，臭氧投加 量為0. 2 9. 0mg/L，水流速度1 20m/h ；二、步驟一中的出水經(jīng)過(guò)額定孔徑為0. 001 0. 02 μ m的超濾膜處理后，即完成臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理；其中步驟一中臭 氧投加的方式為較瞬時(shí)單點(diǎn)投加、多點(diǎn)投加或連續(xù)投加；步驟二中超濾膜處理所用操作壓 差為0. 1 0. 8MPa，適用PH值為1 13。本實(shí)施方式中選取的進(jìn)水為現(xiàn)有城市供水廠(chǎng)的出水；通過(guò)臭氧催化氧化與超濾膜 聯(lián)用處理后的出水，經(jīng)檢測(cè)，作為給水的水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到106項(xiàng)，全面提高了處理后的水質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法，其特征在于臭氧催化氧化與超濾 膜聯(lián)用的水處理方法按以下步驟進(jìn)行一、臭氧投加到待處理的水中，臭氧與水接觸時(shí)間為 5 lOOmin，臭氧投加量為02 9. Omg/L，水流速度1 20m/h ；二、步驟一中的出水經(jīng)過(guò)額 定孔徑為0. 001 0. 02 μ m的超濾膜處理后，即完成臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理； 其中步驟一中臭氧投加的方式為較瞬時(shí)單點(diǎn)投加、多點(diǎn)投加或連續(xù)投加；步驟二中超濾膜 處理所用操作壓差為0. 1 0. 8MPa，適用pH值為1 13。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法，其特征在于 步驟一中還可以額外投加均相催化臭氧化反應(yīng)的均相催化劑或非均相催化臭氧化反應(yīng)的 非均相催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法，其特征在 于步驟一中額外投加均相催化臭氧化反應(yīng)的均相催化劑的量按照當(dāng)量比臭氧催化劑= 1 0. 01 0.5 投加。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法，其特征在于 步驟一中額外投加均相催化臭氧化反應(yīng)的均相催化劑是采用過(guò)渡金屬離子，為Fe2+、Mn2+、 Ni2+、Co2+、Cd2+、Cu2+或 Ag+。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法，其特征在于 步驟一中額外投加非均相催化臭氧化反應(yīng)的非均相催化劑采用的是以蜂窩陶 瓷板、A1203、 Ti02、Si02、黏土或活性炭為載體，并在其表面負(fù)載金屬或金屬氧化物作為催化劑；其中負(fù)載 金屬為Cu ；負(fù)載金屬氧化物為Fe203、A1203、TiO2或MnOx。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法，其特征在于 步驟一中待處理的水采用的進(jìn)水方向?yàn)轫樍魇?、逆流式或混合流式?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法，其特征在于 步驟一中臭氧與水接觸時(shí)間為10 90min，臭氧投加量為1 7. Omg/L,水流速度5 15m/ h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法，其特征在于 步驟一中臭氧與水接觸時(shí)間為50min，臭氧投加量為5. Omg/L，水流速度10m/h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法，其特征在于 步驟二中超濾膜的材料為纖維素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙 烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交鏈的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法，其特征在 于步驟二中超濾膜采用內(nèi)壓式超濾膜或外壓式超濾膜。
全文摘要
一種臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法，它涉及一種水處理方法。它解決了現(xiàn)有城市供水廠(chǎng)水質(zhì)的處理、城市污水廠(chǎng)二級(jí)出水的水質(zhì)以及工業(yè)廢水的中水回用均存在氮、磷、COD、BOD和SS的去除率不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題。方法一、臭氧投加到待處理的水中；二、步驟一中的出水經(jīng)過(guò)超濾膜處理后，即完成。本發(fā)明臭氧催化氧化與超濾膜聯(lián)用的水處理方法，能夠有效去除水中的有機(jī)污染物、異味、色濁及細(xì)菌、病毒、重金屬等其他污染物，它具有很高的除污染效率，能夠全面提高處理后水質(zhì)；該方法運(yùn)行簡(jiǎn)單，操作管理容易；同時(shí)可以應(yīng)用于城市供水廠(chǎng)水質(zhì)的達(dá)標(biāo)升級(jí)改造、城市污水廠(chǎng)的升級(jí)改造、工業(yè)廢水的回用等處理過(guò)程。
文檔編號(hào)C02F9/04GK102001773SQ20101059325
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者王群, 韓幫軍, 韓雅紅, 馬軍, 馬玉新 申請(qǐng)人:黑龍江大學(xué)