一種去除景觀水體顏色的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬水處理環(huán)境【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種綜合利用混凝劑、氧化劑和穩(wěn)定劑去除景觀水體顏色的方法，其步驟為：1）采集富含腐殖酸的水樣；2）將原水樣稀釋至色度107~100，并調(diào)節(jié)pH為7.5~9.0；3）向溶液中添加硫酸鋁10~15g/L，攪拌后靜置沉淀；4）步驟3）中的溶液添加水樣體積15~20‰的30%（v/v）過氧化氫溶液和13g/L硅酸鈉，快速攪拌后靜置沉淀9~11h；5）取上清液，用分光光度計在370nm波長下測定水樣的色度。該方法簡單易行，操作方便，色度去除率較高，處理后的水體色度已達(dá)景觀娛樂用水標(biāo)準(zhǔn)，同時還能夠有效的去除水體中因腐殖酸引起的酸臭味以及高濁度，不會引起二次污染。
【專利說明】一種去除景觀水體顏色的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水處理環(huán)境【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體涉及一種去除景觀水體顏色的方法，綜合運用了物理和化學(xué)的處理方法，適用于景區(qū)內(nèi)池塘、溪流、溝渠等流動緩慢水體，去除水體中因長期落葉等浸泡產(chǎn)生的腐殖酸顏色。
【背景技術(shù)】
[0002]景觀水體由于其流動性差、水域面積小、自凈能力低，進(jìn)入水體中的落葉、垃圾及生活污水等極易在水體中發(fā)生腐爛、擴散、溶解、沉淀等作用，產(chǎn)生大量的有機污染物，特別是腐殖酸(Humic Acid, HA)。腐殖酸是天然水體中有機物的主要成分之一，占水體總有機物的50%~90%。大多數(shù)淡水中腐殖酸含量為fl2 mg/L。腐殖酸是有機高分子聚合物，其在景觀水體中含量大、濃度高。研究表明，在酸性條件下，腐殖酸溶解度低，水體呈淺黃色；在中性和堿性條件下，腐殖酸溶解度高，水體顏色呈深褐色。因此，水體腐殖酸含量愈高，水質(zhì)狀況愈差，顏色就越深、味道越臭，極大降低了景區(qū)的觀賞指數(shù)和怡情指數(shù)。
[0003]目前，關(guān)于富含腐殖酸水體顏色去除的研究較少，但關(guān)于腐殖酸的去除研究卻很多。但一直以來，傳統(tǒng)的方法工藝均不能達(dá)到良好的去除效果。強化混凝法，可在常規(guī)混凝的基礎(chǔ)上給予改進(jìn)，但該法促使水廠泥量增大，為后續(xù)處理帶來難題，且對PH值有較高要求?；钚蕴糠?，該法單獨應(yīng)用效果并不理想，需要和其它工藝相組合，并且需要考慮活性炭的再生問題。生物預(yù)處理法則要培養(yǎng)相應(yīng)的微生物進(jìn)行生物降解，該法對水力負(fù)荷、PH值、溫度和曝氣量要求較高，相比之下，其去除率較低。光催化氧化法處理含腐殖酸源水，若采用紫外光照射，則成本昂貴 ；若采用太陽光照射，則太陽光的利用效能低，而且太陽光的紫外輻射度還受晝夜、季節(jié)和天氣變化的影響，使得光催化氧化處理源水中的腐殖酸的應(yīng)用受到限制。臭氧氧化法，臭氧是僅次于氟的強氧化劑，但它需要現(xiàn)場發(fā)生，因此運行費用較高。因此總體而言,直接去除腐殖酸所需的成本和工藝都比較復(fù)雜或需要較昂貴的成本。而對于景觀水體，只要達(dá)到景觀娛樂用水標(biāo)準(zhǔn)(低于25個色度單位)即可，因此可通過物理和化學(xué)綜合的方法直接去除水體顏色，這樣可節(jié)省大量的人力、物力和財力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種去除景觀水體顏色的方法。方法簡單易行，操作方便，有效去除景觀水體因長期落葉等浸泡而產(chǎn)生的深褐色。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)措施:
一種去除景觀水體顏色的方法，其步驟是:
1)采集池塘、溪流、溝渠等富含腐殖酸的景觀水體中的水樣，測定水體初始色度；
2)向1000L的攪拌池中注入一定量的池塘、溪流、溝渠等景觀水體中的水將自來水注入攪拌池，稀釋至水體的色度為107~100 ；
如果初始水體色度低于107，可直接進(jìn)行步驟3)，如果初始水體色度大于107，則加自來水稀釋；3)測定稀釋后的水體pH值；用氫氧化鈉(NaOH)調(diào)節(jié)攪拌池內(nèi)的水體pH值在7.5^9.0范圍內(nèi)；
一般情況下1000L水每升高0.1 pH值投加l.0g NaOH ；
4)往攪拌池內(nèi)添加10~15g/L硫酸鋁(Al2 (SO4)3.18H20),以200 r/min的速度攪拌2~3 min，再以50 r/min的速度攪拌14~16 min，常溫(15~25°C，以下相同)下靜置沉淀15~20min ；
5)再往攪拌池中加入攪拌池水體積(15~20)%。的30% (v/v)過氧化氫溶液(H2O2),同時添加1(T15 g/L的硅酸鈉(Na2SiO3.9Η20)，快速攪拌至硅酸鈉全部溶解，常溫下靜置沉淀9~11 h ；
6)檢驗顏色去除效果:取表層水，測定色度，看是否低于國家景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB12941-91)所要求的25色度單位。[0006]所述的色度測定方法為:在鉬鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法(與GBl 1903-89等效)的基礎(chǔ)上，采用分光光度法在最適宜波長370 nm下測定其吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(通過500度鉬鈷標(biāo)準(zhǔn)貯備液逐級稀釋得出)計算色度。
[0007]本發(fā)明選用金屬鹽類混凝劑硫酸鋁對該水體進(jìn)行強化混凝作用，向含腐殖酸的水體中投加一定量的硫酸鋁后，鋁鹽與腐殖酸間可形成溶解性的Al-HA絡(luò)合物，然后它們之間相互連接形成不溶解的架橋絡(luò)合物，這些物質(zhì)可作為形成大絮體的核，從而達(dá)到去除水體中腐殖酸的效果。
[0008]本發(fā)明選用H2O2對該水體進(jìn)行氧化漂白以達(dá)到去除水色的效果，反應(yīng)機理可歸納為如下兩點:
1=H2O2與腐殖酸反應(yīng)可以產(chǎn)生具有強氧化性的.0H自由基，.0H自由基與腐殖酸發(fā)生自由基鏈反應(yīng)，而最終使腐殖酸變?yōu)樾》肿又敝罜02、H2O2和無機酸。腐殖酸在.0H作用下的鏈反應(yīng)非常復(fù)雜，可歸納為如下反應(yīng)腐殖酸+.0H小分子。該反應(yīng)對腐殖酸的分解和色度的去除有較好的效果；
2=H2O2的漂白反應(yīng)，在一定的pH條件下，H2O2可發(fā)生如下分解反應(yīng):
H2O2 — H + HO2-;
HO2 — H.+ O22 ；
022_離子具有較強的氧化性，能夠破壞物質(zhì)的發(fā)色基團(tuán)，從而達(dá)到漂白效果。
[0009]由于過氧化氫是一種二元弱酸，比較容易分解，為了降低其無效分解，故在反應(yīng)過程中需要加入一定量的穩(wěn)定劑，本發(fā)明采用硅酸鈉作為穩(wěn)定劑。硅酸鈉可屏蔽鐵、錳離子，吸附鈣、鎂等重金屬離子而使它們失去對H2O2的分解作用，并且可以吸附雜質(zhì)，從而起到穩(wěn)定作用。硅酸鈉除用作穩(wěn)定劑外，也是堿性很強的堿劑，可以起到調(diào)節(jié)溶液PH值的作用。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
1)選用硫酸鋁作混凝劑，可長期沉降于底泥中，也可以移出專業(yè)處理，可以避免由氯離子帶來的二次污染，降低工藝成本；
2)選用硅酸鈉作為過氧化氫漂白的穩(wěn)定劑，可以屏蔽鐵、錳離子，吸附鈣、鎂等重金屬離子而使它們失去對H2O2的分解作用，提高過氧化氫的有效利用率；
3)操作過程中無需使用專業(yè)設(shè)備，處理過程簡單方便，反應(yīng)快速，成本低廉；
4)處理最終結(jié)果能達(dá)到國家景觀水體的色度要求標(biāo)準(zhǔn)，處理后的水體色度低小于25，透明度高，視覺效果極佳，無需后續(xù)處理和維護(hù)，且長期不反復(fù)；
5)該處理方案不受溫度和時間的影響，可應(yīng)用于多區(qū)域多季節(jié)景觀水體；
6)經(jīng)該方法處理的水體顏色澄清，可養(yǎng)殖些觀賞魚，非常適用于景觀要求；
7)本發(fā)明還能夠有效的去除水體中因腐殖酸引起的酸臭味以及高濁度。
【具體實施方式】
[0011 ] 下面結(jié)合具體實施例，詳細(xì)解釋說明本發(fā)明。
[0012]實施例1: 一種去除景觀水體顏色的方法，其步驟是:
1、采集大量楊樹落葉，在溫室內(nèi)用自來水浸泡一個月，取水樣，將水樣用蒸餾水稀釋40倍(a)，定容200 mL，準(zhǔn)備三個重復(fù)樣；
用分光光度計在370 nm波長下測定其吸光度，通過分光光度計法計算al、a2、a3的色度分別為107、104、101 ；
2、測定稀釋后的每個樣品初始pH值分別為8.35,8.03,8.60，分別加入氫氧化鈉固體粉末為0.50、1.14、0 mg,使pH均調(diào)節(jié)至8.60 ；
3、分別向稀釋水樣中添加2g硫酸招固體(即10 g/L), al、a2、a3分別用200 r/min的速度快速攪拌3min、2.5min、2 min,而后分別進(jìn)行用50 r/min慢速攪拌16 min、15min、14min,常溫下分別靜置沉淀20min、17min、15 min ；
4、過濾步驟3)中的溶液，取濾液，分別向濾液中添加30%(v/v)的過氧化氫溶液3.9ml (即步驟3水樣體積的18%。)和硅酸鈉晶體2.6 g (即13g/L)，快速攪拌至硅酸鈉全部溶解，常溫下al、a2、a3分別靜置沉淀9 h、10h、l Ih ；
5、取上清液，用分光光度計在370nm波長下測定各組水樣的色度，處理后al、a2、a3色度分別為25、24、24 ;
6、檢驗顏色去除效果:將步驟五中的上清液繼續(xù)靜置放置，每隔2天測定一次色度，20天內(nèi)測定10次，比較測定結(jié)果，色度無變化。
[0013]所述的色度測定方法為:在鉬鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法(與GB11903-89等效)的基礎(chǔ)上，采用分光光度法在最適宜波長370 nm下測定其吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(通過500度鉬鈷標(biāo)準(zhǔn)貯備液逐級稀釋得出)計算色度。
[0014]所述的硫酸鋁為Al2(SO4)3.18H20，硅酸鈉為Na2SiO3.9H20 ;上述兩種試劑與30%過氧化氫溶液以及調(diào)節(jié)PH的氫氧化鈉均為分析純試劑，均采購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，產(chǎn)品編號分別為 10001118、20041718、10011218、10019718。
[0015]對比實驗:
另設(shè)置兩組對照，各取浸泡楊樹葉一個月后水樣200ml，分別用蒸餾水稀釋20倍(b)和10倍(c)，每組各準(zhǔn)備3個重復(fù)樣，其他步驟相同，水體初始色度和處理后色度對比如下表:
表1稀釋不同倍數(shù)水體初始色度和處理后色度對比結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種去除景觀水體顏色的方法，其步驟是: 1)采集景觀水體中的水樣，測定水體初始色度； 2)向1000L的攪拌池中注入一定量的景觀水體中的水，將自來水注入攪拌池，稀釋至水體的色度為107~100 ； 3)測定稀釋后的水體pH值，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)攪拌池內(nèi)的水體pH值在7.5^9.0范圍內(nèi)； 4)往攪拌池內(nèi)添加1(T15g/L硫酸鋁，以200 r/min的速度攪拌2~3 min，再以50 r/min的速度攪拌14~16 min,常溫下靜置沉淀15~20 min ； 5)再往攪拌池中加入攪拌池水體積15~20%。的30%過氧化氫溶液，同時添加1(T15g/L的硅酸鈉，快速攪拌至硅酸鈉全部溶解，常溫下靜置沉淀擴11 h ； 6)檢驗顏色去除效果:取表層水，測定色度，看是否低于國家景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB12941-91所要求的25色度單位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種去除景觀水體顏色的方法，其特征在于:所述的色度測定方法為:在鉬鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法的基礎(chǔ)上，采用分光光度法在波長370 nm下測定其吸光度，通過500度鉬鈷標(biāo)準(zhǔn)貯備液逐級稀釋得出標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算色度。
【文檔編號】C02F9/04GK103922508SQ201410167427
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】邢偉, 劉貴華, 劉寒, 史俏 申請人:中國科學(xué)院武漢植物園