CN103787482A - 一种同时去除水中磷和内分泌干扰物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能同时去除水中磷和内分泌干扰物的方法，该方法包括以下步骤：按1mg COD加入0.5-1.2mg K₂FeO₄的比例向废水中加入K₂FeO₄溶液，在100-150rpm的转速条件下搅拌直至出现矾花，然后在40-60rpm的转速条件下搅拌5-6min后，再在5-10rpm转速条件下搅拌15-20min，最后静置30-60min。本发明方法简单易行，能同时去除水中磷和内分泌干扰物，并且不产生二次污染，有效降低污水处理厂的建设成本和运行成本。

Description

一种同时去除水中磷和内分泌干扰物的方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种同时去除水中磷和内分泌干扰物的方法。

背景技术

磷是城市污水中大量存在的一种营养物，磷排放被认为是导致水体富营养化的罪魁祸首。我国《污水综合排放标准（GB8978-1996）》、《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》中均对磷有着严格的控制。在城市污水厂，磷的去除在三级处理阶段完成，可采用微生物或物理化学工艺。微生物除磷工艺有A²/O、Bardenpho和SBR等，它们都是利用活性污泥中的聚磷细菌吸收磷。这类方法要求污水中要含有足够的可溶性、易分解的有机物作为微生物生理活动必需的营养物，因此必须定期投加按一定比例配比的营养物质，从而增加了运行费用和管理难度；此外，除磷工艺的加入造成设施的体积增大，土建投资也相应增加。由于以上原因，微生物除磷在我国城镇污水处理厂尚未完全普及。对于没有微生物除磷工艺或者微生物除磷不完全的情况下，水厂采用物理化学法除磷，向污水中投加石灰或铝盐、铁盐，使水中磷酸根离子生成难溶性盐，形成絮凝体后与水分离。

进入上世纪90年代以来，环境中内分泌干扰物、药物、个人护理品的残留越来越引起学术界、公众和管理部门的重视。其中内分泌干扰物的普遍存在被认为是继温室气体排放、臭氧层空洞之后的第三个全球性的重大环境问题。一些发达国家已经开始酝酿在新的水质标准中加入对内分泌干扰物的控制。生活污水排放是环境中内分泌干扰物的主要来源。大量研究证明，传统的污水处理工艺（活性污泥法）和饮用水处理工艺（混凝-沉淀-过滤-氯化）对这类污染物染效果不佳。目前，一般采用在传统水处理工艺上添加臭氧氧化单元、或活性炭吸附单元，或同时添加以上两个处理单元，以达到去除内分泌干扰物染的目的。这样的处理称为深度处理。但是，深度处理运行成本高，极大地限制了它们在大规模水处理工程中的普及。

随着排放标准的日益严格和公众环保意识的不断增强，如何经济、有效地去除水中的营养盐和内分泌干扰物是水处理工业面临的重大挑战。以现有的技术，两者必须分别通过各自的处理单元来完成，这不仅导致了工艺的复杂性，也大幅增加了水厂的建设成本和运行维护成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种能同时去除水中磷和内分泌干扰物的方法，该方法不产生二次污染，可以用于水的深度处理。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种能同时去除水中磷和内分泌干扰物的方法，该方法包括以下步骤：

按1mg COD加入0.5-1.2mg K₂FeO₄的比例（优选1mg COD加入0.7-1mg K₂FeO₄的比例）向废水中加入K₂FeO₄溶液，在100-150rpm的转速条件下搅拌直至出现矾花（通常为1-2min），然后在40-60rpm的转速条件下搅拌5-15min，再在5-10rpm转速条件下搅拌15-20min，静置30-60min，排放上清液即可。K₂FeO₄溶液的浓度为0.1-1g/L。若废水的pH值过高或过低，需要先调节废水pH6-8。所述的废水为城镇污水、养殖废水。

本发明在水体中加入少量的高铁酸钾（potassium ferrate,K₂FeO₄），水中内分泌干扰物在其作用下迅速分解，同时，高铁酸钾中的正六价铁被还原成正三价的Fe³⁺，再采用特定的搅拌方式保证絮凝完全，以尽可能的完全除磷。

磷是水中一类污染物，内分泌干扰物也是一类污染物，它们性质不同，它们的去除工艺也完全不同，二者难以同时去除。而本发明的方法可以实现在同一个处理过程中把两者都去除掉，内分泌干扰物降低至检测限以下，磷浓度降至0.05mg/L，去除率在99%以上，得到了预料不到的效果。本发明工艺简单，不产生二次污染，可取代传统的三级处理工艺和深度处理工艺，有效降低污水处理厂的建设成本和运行成本。化学需氧量（COD）及磷（P）含量可按照本领域常规检测技术进行检测。

与现有技术比较本发明的有益效果：

1)可以同时去除磷和内分泌干扰物，在不增加甚至降低运行成本的基础上，实现达标排放；

2)将水处理厂的除磷和深度处理单元合二为一，简化处理工艺，降低水厂建设成本；

3)不产生二次污染。

附图说明

图1为本发明方法处理效果结果图。

其中，废水处理前含COD=30mg/L，P=15mg/L，二雌醇（E2），炔雌醇（EE2）和双酚A（BPA），浓度均为1μg/L；处理时使用K₂FeO₄溶液是按照1mg COD加入1mg K₂FeO₄的比例。采用本发明实施例2方法处理后，静置10min时，COD为28.1mg/L，P为6.1mg/L，二雌醇（E2）为0.35μg/L，炔雌醇（EE2）为0.32μg/L，双酚A（BPA）0.25μg/L；静置20min时，COD为17.3mg/L，P为2.6mg/L，二雌醇（E2）为0.12μg/L，炔雌醇（EE2）为0.05μg/L，双酚A（BPA）0.02μg/L；静置处理30min时，COD为5.4mg/L，P为0.8mg/L，二雌醇（E2）为0.02μg/L，炔雌醇（EE2）为0.01μg/L，双酚A（BPA）0.01μg/L。静置60min时，COD为1.27mg/L，P为0.05mg/L，二雌醇（E2）、炔雌醇（EE2）、双酚A（BPA）浓度均低于检测限。

实施例1

经过二级处理后的废水的化学需氧量（COD）为28.3mg/L，磷酸盐（以P计）9.6mg/L，含有3种典型内分泌干扰物，二雌醇（E2）、炔雌醇（EE2）、双酚A（BPA）、壬基酚（NP）和辛基酚（OP），浓度均为1μg/L。

处理方法：调节废水pH至中性，按1mg COD加入0.7mg K₂FeO₄的比例加入浓度为0.5g/L K₂FeO₄溶液，100rpm快速搅拌1min，直至出现矾花，然后60rpm中速搅拌15min，再在10rpm条件下慢速搅拌15min，静置30min，待絮状物下沉，排放上清液。经检测，上清液中3种内分泌干扰物二雌醇（E2）、炔雌醇（EE2）、双酚A（BPA）、壬基酚（NP）和辛基酚（OP）浓度降低到检测限以下，磷含量为0.07mg/L，达到排放标准。

实施例2

经过二级处理后的废水，化学需氧量（COD）为30mg/L，含磷酸盐（以P计）15mg/L，含有3种典型内分泌干扰物，二雌醇（E2），炔雌醇（EE2）和双酚A（BPA），浓度均为1μg/L。

处理方法：调节废水pH至中性，按1mg COD加入1.06mg K₂FeO₄的比例加入浓度为1g/L K₂FeO₄溶液，150rpm快速搅拌2min，直至出现矾花，然后40rpm中速搅拌15min，再在5rpm条件下慢速搅拌15min，静置60min，待絮状物下沉，排放上清液。经检测，上清液中3种内分泌干扰物二雌醇（E2），炔雌醇（EE2）和双酚A（BPA）浓度均低于检测限，几乎完全去除，磷含量为0.05mg/L，去除率在99%以上，达到排放标准。

因此，城市污水经过二级处理后，通过加入适量高铁酸钾，可同时达到去除磷和内分泌干扰物的目的，实现污水达标排放的。

水体中二雌醇（E2），炔雌醇（EE2）和双酚A（BPA）的质量检测方法如下：

水中二雌醇（E2），炔雌醇（EE2）和双酚A（BPA）先用固相萃取分离富集，然后通过高效液相色谱/质谱联用技术（HPLC/MS）进行定量分析（孙卫玲,倪晋仁,郝鹏鹏，水中内分泌干扰物的固相萃取-液相色谱-离子阱二级质谱分析，《质谱学报》，2005，26（1），22-26）。

Claims (4)

1.一种能同时去除水中磷和内分泌干扰物的方法，该方法包括以下步骤：

按1mg COD加入0.5-1.2mg K₂FeO₄的比例向废水中加入K₂FeO₄溶液，在100-150rpm的转速条件下搅拌直至出现矾花，然后在40-60rpm的转速条件下搅拌5-15min后，再在5-10rpm转速条件下搅拌15-20min，最后静置30-60min。

2.根据权利要求1所述的能同时去除水中磷和内分泌干扰物的方法，其特征在于K₂FeO₄溶液的浓度为0.1-1g/L。

3.根据权利要求1所述的能同时去除水中磷和内分泌干扰物的方法，其特征在于加入K₂FeO₄溶液之前先调节废水pH6-8。

4.根据权利要求1所述的能同时去除水中磷和内分泌干扰物的方法，其特征在于所述的废水为城镇污水、养殖废水。

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