專利名稱：強化pms復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著水污染的日益加重，水質(zhì)指標(biāo)的提高，傳統(tǒng)的混凝沉淀及過濾工藝出水 已經(jīng)不能完全滿足飲用水的水質(zhì)指標(biāo)。目前，以羥基自由基為活性物種的高級氧化技術(shù)作 為傳統(tǒng)工藝后續(xù)的深度處理技術(shù)，提高水處理工藝的出水水質(zhì)。過氧化單硫酸鉀鹽(PMQ是一種環(huán)境友好藥劑。能夠被金屬離子或者能量激發(fā)產(chǎn) 生羥基自由基和硫酸根自由基。羥基自由基和硫酸根自由基具有很高的氧化還原電位，分 別為2. 7V和2. 43V，能夠有效地去除水中的難降解有機物。目前，硫酸根自由基由于其具有 對鹵代有機物能夠有效的去除，而引起越來越引起廣泛的關(guān)注。并且硫酸根自由基能夠引 起脂肪酸類有機物的脫羧基反應(yīng)，提高有機物的碳化率?？梢钥闯鯬MS是一種有很好應(yīng)用 前景的氧化劑。但是現(xiàn)有PMS復(fù)合工藝存在污染物去除率低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決現(xiàn)有PMS復(fù)合工藝存在污染物去除率低的問題；而提供強化PMS復(fù) 合工藝去除水中微量污染物的方法。強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法是按下述步驟完成的向含有微 量污染物的水中投加過氧化單硫酸鉀鹽(PMS)和強化劑并加以紫外輻照、激光輻照或熱 解，然后攪拌均勻反應(yīng)；即完成了水中微量污染物去除；其中過氧化單硫酸鉀鹽投加量為 1. 5mg/L 1. 5g/L，強化劑的投加量為0. lmg/L lg/L，所述強化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、 氫氧化鈣、氨水、氧化鈉、氧化鉀、氧化鈣、氧化鋰、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳 酸銨中的一種或者其中幾種的組合。上述的強化劑還可采用氧化鈹、氧化鎂、氧化銅、氧化鋇、氧化鍶、氧化鋅、氧化鋁、 氧化釔、氧化鑭、二氧化鈰、二氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、碳酸鈣、碳酸鋇、二氧化硅、堿金屬交 換的分子篩、堿土金屬交換的分子篩、水滑石中的一種或其中的幾種的組合替換。本發(fā)明的強化劑能夠提供氫氧根離子，使得溶液主體或者強化劑周圍的微環(huán)境呈 堿性，改變PMS的存在形態(tài)。同時改變了羥基自由基和硫酸自由基的濃度，從而提高對水 中為污染有機物的去除。PMS在能量激發(fā)下產(chǎn)生羥基自由基和硫酸自由基。堿性環(huán)境改變 PMS的存在形態(tài)，能夠提高生成的羥基自由基和硫酸自由基的濃度，同時硫酸自由基能夠與 氫氧根離子放生反應(yīng)生成羥基自由基；增加羥基自由基和硫酸自由基的生成，提高對有機 物的降解去除。具體反應(yīng)的方程如下
HSCVSO52 gB*+HO口SO^+ HO ——> HO 口 + SO:本發(fā)明方法的工藝簡單，操作簡單方便。同時，可以根據(jù)有機物的特點來調(diào)節(jié)強化 劑的投量。如果污染物更容易被羥基自由基降解，可以通過增加強化劑的投量，來增加自由 基向羥基自由基的轉(zhuǎn)化，能夠強化去除的污染物包括鹵代消毒副產(chǎn)物，內(nèi)分泌干擾物，以及 其他能夠被羥基自由基和硫酸根自由基降解的有機物，進一步提高污染物的去除。本發(fā)明 可以通過強化劑投量的改變，提高PMS復(fù)合工藝的除污染效果。與PMS復(fù)合工藝相比，本發(fā) 明方法污染物的去除率可提高5% -50%。


圖1是具體實施方式
十一中苯甲酸的剩余率曲線圖，其中-■-為紫外/PMS復(fù)合 工藝去除水中污染物苯甲酸的剩余曲線，-〇_為具體實施方式
十一所述方法去除水中污 染物苯甲酸的剩余曲線；圖2是具體實施方式
十二中苯甲酸的剩余率曲線圖，其中-■-為 紫外/PMS復(fù)合工藝去除水中污染物苯甲酸的剩余曲線，-A-為具體實施方式
十二所述 方法去除水中污染物苯甲酸的剩余曲線；圖3是具體實施方式
十三中硝基苯的剩余率曲線 圖，其中- -為紫外/PMS復(fù)合工藝去除水中污染物硝基苯的剩余曲線，-☆-為具體實 施方式十三所述方法去除水中污染物硝基苯的剩余曲線。
具體實施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的 任意組合。
具體實施方式
一本實施方式中強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法是 按下述步驟完成的向含有微量污染物的水中投加過氧化單硫酸鉀鹽和強化劑并加以紫外 輻照、激光輻照或熱解，然后攪拌均勻反應(yīng)；即完成了水中微量污染物去除；其中過氧化單 硫酸鉀鹽投加量為1. 5mg/L 1. 5g/L，強化劑的投加量為0. lmg/L lg/L，所述強化劑為 氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氨水、氧化鈉、氧化鉀、氧化鈣、氧化鋰、碳酸鈉、碳酸氫鈉、 碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸銨中的一種或者其中幾種的組合。本實施方式所述強化劑為組合物時，各強化劑之間按任意比混合。與PMS復(fù)合工藝相比，本實施所述方法污染物的去除率可提高5% -50%。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是所述強化劑的投加量 為10mg/L 0. 5g/L。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是所述紫外輻照的 光源由低壓汞燈、中壓汞燈、低壓汞齊紫外燈、氙燈、鹵素?zé)艋蛘哒婵兆贤鉄籼峁Ｆ渌襟E 和參數(shù)與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是所述激光輻照的 光源由發(fā)射波長處于ISOnm 400nm的激光器提供。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一或 二相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是所述熱解的溫度 為30 100°C。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
六本實施方式中強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法是按下述步驟實現(xiàn)的向含有微量污染物的水中投加過氧化單硫酸鉀鹽和強化劑并加以紫外 輻照、激光輻照或熱解，然后攪拌均勻反應(yīng)；即完成了水中微量污染物去除；其中過氧化單 硫酸鉀鹽投加量為1. 5mg/L 1. 5g/L，強化劑的投加量為0. lmg/L lg/L，所述強化劑為 氧化鈹、氧化鎂、氧化銅、氧化鋇、氧化鍶、氧化鋅、氧化鋁、氧化釔、氧化鑭、二氧化鈰、二氧 化鈦、氧化鋯、氧化錫、碳酸鈣、碳酸鋇、二氧化硅、堿金屬交換的分子篩、堿土金屬交換的分 子篩、水滑石中的一種或其中的幾種的組合。本實施方式所述強化劑為組合物時，各強化劑之間按任意比混合。與PMS復(fù)合工藝相比，本實施所述方法污染物的去除率可提高5% -50%。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
六不同的是所述強化劑的投加量 為10mg/L 0. 5g/L。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
六相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
六或七不同的是所述紫外輻照的 光源由低壓汞燈、中壓汞燈、低壓汞齊紫外燈、氙燈、鹵素?zé)艋蛘哒婵兆贤鉄籼峁?。其它步驟 和參數(shù)與具體實施方式
六或七相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
六或七不同的是所述激光輻照的 光源由發(fā)射波長處于ISOnm 400nm的激光器提供。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
六或 七相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
六或七不同的是所述熱解的溫度 為30 100°C。其它步驟和參數(shù)與具體實施方式
六或七相同。
具體實施方式
十一本實施方式中強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法 是按下述步驟完成的向含有微量污染物的水中投加過氧化單硫酸鉀鹽和氫氧化鈉(作強 化劑)并加以紫外輻照，然后攪拌均勻反應(yīng)；即完成了水中微量污染物去除；其中過氧化單 硫酸鉀鹽投加量為15mg/L，強化劑的投加量為O.^ig/L。所述紫外輻照的光源為發(fā)射主波 長為253. 7nm的低壓汞燈，功率為6W，入射光強度為1. 45 X 10_6einstein · s—1。本實施方式采用對含有苯甲酸的水進行處理來驗證本發(fā)明效果。苯甲酸的初始濃 度是20ymol/L。本實施方式中有機污染物的去除效果見圖1，苯甲酸在紫外/PMS復(fù)合工 藝中的IOmin時的去除率為45%，而加入強化劑的體系中的去除率為70%。本實施方式中 強化劑的加入將苯甲酸的去除提高了 25%。
具體實施方式
十二 本實施方式中強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法 是按下述步驟完成的向含有微量污染物的水中投加過氧化單硫酸鉀鹽和強化劑并加以紫 外輻照，然后攪拌均勻反應(yīng)；即完成了水中微量污染物去除；其中過氧化單硫酸鉀鹽投加 量為ΙΟΟμπιοΙ/L，即15mg/L，強化劑為碳酸鈉和氫氧化鈉(5 1)組合，強化劑的投加量為 5mg/L。本實施方式紫外輻照的光源為發(fā)射主波長為253. 7nm的低壓汞燈，功率為6W，入 射光強度為 1. 45X10_6einstein s-1。本實施方式采用對含有苯甲酸的水進行處理來驗證本發(fā)明效果。苯甲酸的初始濃 度是20ymol/L。本實施方式中有機污染物的去除效果見圖2，苯甲酸在紫外/PMS復(fù)合工 藝中的IOmin時的去除率為45%，而加入強化劑的體系中的去除率為88%。與相同條件 下采用紫外和PMS復(fù)合工藝進行對比，本實施方式中強化劑的加入將苯甲酸的去除提高了 43%。
具體實施方式
十三本實施方式中強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法 是按下述步驟完成的向含有微量污染物的水中投加過氧化單硫酸鉀鹽和強化劑并加以紫 外輻照，然后攪拌均勻反應(yīng)；即完成了水中微量污染物去除；其中過氧化單硫酸鉀鹽投加 量為ΙΟΟμπιοΙ/L，即15mg/L，強化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀和氧化鈉G 1 1)組合，強 化劑的投加量為6mg/L。本實施方式紫外輻照的光源為發(fā)射主波長為253. 7nm的低壓汞燈，功率為6W，入 射光強度為 1. 45X10_6einstein s-1。本實施方式采用對含有苯甲酸的水進行處理來驗證本發(fā)明效果。苯甲酸的初始濃 度是20 μ mol/L。本實施方式中有機污染物的去除效果見圖3，硝基苯在紫外/PMS復(fù)合工 藝中的IOmin時的去除率為17%，而加入強化劑的體系中的去除率為45%。與相同條件 下采用紫外和PMS復(fù)合工藝進行對比，本實施方式中強化劑的加入將苯甲酸的去除提高了 28%。具體實施十四本實施中強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法是按下 述步驟完成的向含有微量污染物的水中投加過氧化單硫酸鉀鹽和氧化鎂并加以激光輻 照，然后攪拌均勻反應(yīng)；即完成了水中微量污染物去除；其中過氧化單硫酸鉀鹽投加量為 100 μ mol/L,即15mg/L，氧化鎂的投加量為;3mg/L。所述激光輻照的光源由發(fā)射波長處于MSnm的激光器提供。本實施方式采用對含 有苯甲酸的水進行處理來驗證本發(fā)明效果。苯甲酸的初始濃度是20 μ mol/L。與相同條件 下采用紫外和PMS復(fù)合工藝進行對比，本實施方式中強化劑的加入將苯甲酸的去除提高了 20%。
具體實施方式
十五本實施中強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法是按 下述步驟完成的向含有微量污染物的水中投加過氧化單硫酸鉀鹽和強化劑并加以激光輻 照，然后攪拌均勻反應(yīng)；即完成了水中微量污染物去除；其中過氧化單硫酸鉀鹽投加量為 10(^11101/1，即151^/1，強化劑為氫氧化鈉、氧化鈉(1 1)組合，強化劑的投加量為IOmg/ L所述激光輻照的光源由發(fā)射波長處于MSnm的激光器提供。本實施方式采用對含 有苯甲酸的水進行處理來驗證本發(fā)明效果。苯甲酸的初始濃度是20 μ mol/L。與相同條件 下采用紫外和PMS復(fù)合工藝進行對比，本實施方式中強化劑的加入將苯甲酸的去除提高了 35%。
具體實施方式
十六本實施中強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法是按 下述步驟完成的向含有微量污染物的水中投加過氧化單硫酸鉀鹽和強化劑并加以熱解， 熱解的溫度為40°C，然后攪拌均勻反應(yīng)；即完成了水中微量污染物去除；其中過氧化單硫 酸鉀鹽投加量為10(^11101/1，即151^/1，強化劑為二氧化硅、碳酸鈣、氧化鋅(1 2 10) 組合，強化劑的投加量為10mg/L本實施方式采用對含有苯甲酸的水進行處理來驗證本發(fā)明效果。苯甲酸的初始濃 度是20 μ mol/L。與相同條件下采用紫外和PMS復(fù)合工藝進行對比，本實施方式中強化劑的 加入將苯甲酸的去除提高了 10%。
具體實施方式
十七本實施中強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法是按 下述步驟完成的向含有微量污染物的水中投加過氧化單硫酸鉀鹽和強化劑并加以熱解，熱解的溫度為40°C，然后攪拌均勻反應(yīng)；即完成了水中微量污染物去除；其中過氧化單硫 酸鉀鹽投加量為ΙΟΟμπιοΙ/L，即15mg/L，強化劑為氫氧化鉀組合，強化劑的投加量為2mg/L
本實施方式采用對含有苯甲酸的水進行處理來驗證本發(fā)明效果。苯甲酸的初始濃 度是20 μ mol/L。與相同條件下采用紫外和PMS復(fù)合工藝進行對比，本實施方式中強化劑的 加入將苯甲酸的去除提高了 15%。
權(quán)利要求
1.強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法，其特征在于強化PMS復(fù)合工藝去 除水中微量污染物的方法是按下述步驟完成的向含有微量污染物的水中投加過氧化單硫 酸鉀鹽和強化劑并加以紫外輻照、激光輻照或熱解，然后攪拌均勻反應(yīng)；即完成了水中微量 污染物去除；其中過氧化單硫酸鉀投加量為1. 5mg/L 1. 5g/L，強化劑的投加量為0. Img/ L lg/L，所述強化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氨水、氧化鈉、氧化鉀、氧化鈣、氧 化鋰、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸銨中的一種或者其中幾種的組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法，其特征在于 所述強化劑的投加量為10mg/L 0. 5g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法，其特征 在于所述紫外輻照的光源由低壓汞燈、中壓汞燈、低壓汞齊紫外燈、氙燈、鹵素?zé)艋蛘哒婵?紫外燈提供。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法，其特征 在于所述激光輻照的光源由發(fā)射波長處于ISOnm 400nm的激光器提供。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法，其特征 在于所述熱解的溫度為30 100°C。
6.強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法，其特征在于強化PMS復(fù)合工藝去 除水中微量污染物的方法是按下述步驟實現(xiàn)的向含有微量污染物的水中投加過氧化單硫 酸鉀鹽和強化劑并加以紫外輻照、激光輻照或熱解，然后攪拌均勻反應(yīng)；即完成了水中微量 污染物去除；其中過氧化單硫酸鉀投加量為1. 5mg/L 1. 5g/L，強化劑的投加量為0. Img/ L lg/L，所述強化劑為氧化鈹、氧化鎂、氧化銅、氧化鋇、氧化鍶、氧化鋅、氧化鋁、氧化釔、 氧化鑭、二氧化鈰、二氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、碳酸鈣、碳酸鋇、二氧化硅、堿金屬交換的分 子篩、堿土金屬交換的分子篩、水滑石中的一種或其中的幾種的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法，其特征在于 所述強化劑的投加量為10mg/L 0. 5g/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法，其特征 在于所述紫外輻照的光源由低壓汞燈、中壓汞燈、低壓汞齊紫外燈、氙燈、鹵素?zé)艋蛘哒婵?紫外燈提供。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法，其特征 在于所述激光輻照的光源由發(fā)射波長處于ISOnm 400nm的激光器提供。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法，其特征 在于所述熱解的溫度為30 100°C。
全文摘要
強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法，它屬于水處理領(lǐng)域。本發(fā)明提高PMS復(fù)合工藝對污染物的去除率。強化PMS復(fù)合工藝去除水中微量污染物的方法是按下述步驟完成的向含有微量污染物的水中投加過氧化單硫酸鉀鹽和強化劑并加以紫外輻照、激光輻照或熱解，然后攪拌均勻反應(yīng)；即完成了水中微量污染物去除。與PMS復(fù)合工藝相比，本發(fā)明方法污染物的去除率可提高5％-50％。
文檔編號C02F1/32GK102139949SQ201110038888
公開日2011年8月3日 申請日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月16日
發(fā)明者關(guān)英紅, 方晶云, 李旭春, 陳麗瑋, 馬軍 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)