CN100393633C - 一种水产养殖废水的杀菌消毒法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理领域，公开了一种水产养殖废水的杀菌消毒方法。该方法主要依靠酸性条件下的FeSO₄和H₂O₂反应产生的OH自由基来达到消毒杀菌目的，具体方法为：先将水产养殖废水pH值调节至4～6，然后加入FeSO₄，使其在池水中浓度为0.03～0.10mmol/L，充分搅拌，再加入H₂O₂溶液，使其在池水中浓度为0.3～1.0mmol/L，反应10分钟后排放，整个处理过程不到20分钟。该方法快速、高效、毒性小、无二次污染、工艺简单、操作方便，主要适用于水产养殖废水的消毒。

Description

一种水产养殖废水的杀菌消毒法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体的说，涉及一种水产养殖废水的杀菌消毒法。

背景技术

随着水产养殖业尤其是海水养殖业的迅速发展，养殖方式也由半集约化向高度集约化发展。在这种转变过程中，原有的“流水”养殖和“开放系统”养殖因存在两大问题(加热和泵唧需消耗大量能量；向环境中排放大量废水)很难适应新的发展模式。工厂化循环水养殖就是发展集约化、健康和环境友好的养殖方向，它可以提高水的循环利用率、降低废水的排放量，但是在这种养殖条件下，由于盲目追求高密度、高产出、高效益，导致动物体体质下降，水质高度富营养化，水体中病原菌大量滋生；另一方面，由于不合理地用药，致使水体中的病原菌产生抗药性，从而使养殖废水中存在大量的致病菌，其数量往往比正常海水高出1～2个数量级，这些病原生物通过废水传染给天然鱼群，而染病的天然鱼群又有可能将病菌传染到另一个养殖场，使得整个鱼群的抗病能力降低。近年来，人们已清醒地认识到，对水产养殖废水不能再等闲视之。目前，国内外水产养殖废水的杀菌消毒方法主要有氯化消毒法(液氯、次氯酸钠、漂白粉、二氧化氯等)、紫外线消毒法和臭氧消毒法。这些杀菌消毒方法都有各自明显的局限性：紫外线等物理方法处理成本高、没有后续的杀毒作用；臭氧易损害淡水鱼的鳃，而且臭氧在半咸水和海水养殖系统中易将溴化物氧化成相对稳定且对鱼、贝类有毒性的次溴酸(HOBr)、次溴酸盐(OBr)和溴酸盐(BrO³)；液氯消毒对某些病毒、芽孢无效、易产生臭味，其消毒效果易受水质、水温、接触时间、pH值的影响，而且随着时间的推移，水中病毒对液氯消毒产生较大的抗性，另外液氯的投加设备结构复杂，易被腐蚀，危险性较大；次氯酸钠消毒电耗、盐耗相对较大，运行费用高，而且其消毒能力弱，处理过程中易带来废渣；漂白粉消毒在操作过程中产生强烈的刺激性气体，不利于操作人员的健康，消毒液浓度不便于控制，且反应后易产生残渣；二氧化氯消毒成本较高，所产生的ClO₂ ^-、ClO₃ ^-对健康有害，安全性有待进一步研究；另外，几乎所有的氯化消毒剂均可与水中的腐殖质等多种有机物作用，产生众多致癌、致畸、致突变的卤代烃类有机物。

发明内容

本发明的目的在于针对目前养殖废水各种消毒方法存在的不足，提供一种快速、高效、广谱、廉价的水产养殖废水消毒杀菌方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水产养殖废水的消毒杀菌方法，包括如下步骤：

(4)将水产养殖废水的pH值调节至4～6；

(5)加入Fe²⁺，使废水中Fe²⁺浓度为0.03～0.1mmol/L，充分搅拌；

(6)再加入H₂O₂溶液，使废水中H₂O₂浓度为0.3～1.0mmol/L，充分搅拌，静置，排放。

上述步骤(1)是采用硫酸调节水产养殖废水的pH值。

上述步骤(2)是加入新配制的FeSO₄溶液。

上述步骤(3)所述静置的时间是10分钟。

本发明使用硫酸亚铁和双氧水，两者摩尔比为1∶5～1∶10，在酸性条件下，其氧化机理可以表示为：Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+OH+OH^-

                          Fe³⁺+H₂O₂→Fe²⁺+HO₂+H⁺

                          Fe²⁺+OH→Fe³⁺+OH^-

                          Fe³⁺+HO₂→Fe²⁺+H⁺+O₂

                          H₂O₂+OH→H₂O+HO₂

                          Fe²⁺+HO₂→HO₂ ^-+Fe³⁺

在该过程中形成的羟自由基性质非常活泼，电子亲和能为569.3kJ，容易进攻高电子云密集点，标准电极电位达到2.80V，远高于其他消毒剂如O₃(2.07V)、H₂O₂(1.77V)、KMnO₄(1.52V)、ClO₂(1.50V)、Cl₂(1.36V)的氧化电极电位，能高效、快速、彻底杀灭污水中的粪大肠菌群、致病菌等细菌和各种病原微生物，也能彻底分解对一般消毒剂有抗性的病毒微生物，而且该消毒杀菌剂不含氯，不会产生有机氯化物等致癌物。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)方法毒性小，最终产物只有H₂O和FeSO₄，无二次污染；

(2)本发明方法真正起消毒杀菌作用的是FeSO₄和H₂O₂在酸性条件下反应产生的OH自由基，其氧化电位高，作用时间短，速度快，作用强，整个处理过程不到20分钟，而且工艺简单，操作方便；

(3)杀毒灭菌效果好，本发明方法对粪大肠菌群的去除率达到99％；

(4)OH自由基具有极强的氧化性，可有效分解水中的有机高分子化合物，氧化水中的铁、锰等金属离子和氧化分解水中散射光线的微小有机体，从而大大提高了水的感观度和清澈度。

具体实施方式

实施例1

取水产养殖废水2升，加入1mol/L的硫酸，调节pH值为4；然后加入硫酸亚铁溶液，使得废水中Fe²⁺的浓度为0.03mmol/L，充分搅拌后，再加入H₂O₂溶液，使得废水中H₂O₂浓度为1.0mmol/L，充分搅拌，静置10分钟后排放。

实施例2

取水产养殖废水2升，加入1mol/L的硫酸，调节pH值为5；然后加入硫酸亚铁溶液，使得废水中Fe²⁺的浓度为0.04mmol/L，充分搅拌后，再加入H₂O₂溶液，使得废水中H₂O₂浓度为0.3mmol/L，充分搅拌，静置10分钟后排放。

实施例3

取水产养殖废水2升，加入1mol/L的硫酸，调节pH值为5；然后加入硫酸亚铁溶液，使得废水中Fe²⁺的浓度为0.06mmol/L，充分搅拌后，再加入H₂O₂溶液，使得废水中H₂O₂浓度为0.4mmol/L，充分搅拌，静置10分钟后排放。

实施例4

取水产养殖废水2升，加入1mol/L的硫酸，调节pH值为6；然后加入硫酸亚铁溶液，使得废水中Fe²⁺的浓度为0.08mmol/L，充分搅拌后，再加入H₂O₂溶液，使得废水中H₂O₂浓度为0.6mmol/L，充分搅拌，静置10分钟后排放。

实施例5

取水产养殖废水2升，加入1mol/L的硫酸，调节pH值为4；然后加入硫酸亚铁溶液，使得废水中Fe²⁺的浓度为0.1mmol/L，充分搅拌后，再加入H₂O₂溶液，使得废水中H₂O₂浓度为0.8mmol/L，充分搅拌，静置10分钟后排放。

对实施例1～5所排放废水进行检测，粪大肠菌群(MPN/L)检测结果均小于1500个/L，细菌总数检测结果均小于500个/mL。

Claims (4)

1.一种水产养殖废水的消毒杀菌方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将水产养殖废水的pH值调节至4～6；

(2)加入Fe²⁺，使废水中Fe²⁺浓度为0.03～0.1mmol/L，充分搅拌；

(3)再加入H₂O₂溶液，使废水中H₂O₂浓度为0.3～1.0mmol/L，充分搅拌，静置，排放。

2.根据权利要求1所述的水产养殖废水的消毒杀菌方法，其特征在于，步骤(1)是采用硫酸调节水产养殖废水的pH值。

3.根据权利要求1所述的水产养殖废水的消毒杀菌方法，其特征在于，步骤(2)是加入新配制的FeSO₄溶液。

4.根据权利要求1所述的水产养殖废水的消毒杀菌方法，其特征在于，步骤(3)所述静置的时间是10分钟。