CN105293625A - 一种微污染原水中内分泌干扰物的去除方法 - Google Patents
一种微污染原水中内分泌干扰物的去除方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种微污染原水中内分泌干扰物的去除方法，属于污水治理技术领域。本发明以蒙脱石和石墨为原料，将蒙脱石清洗碾磨后，用盐酸溶液浸泡，与钼酸铵等物质混合得混合物备用，将石墨用硫酸和硝酸浸泡，经洗涤、干燥后加入浓硫酸回流，与混合物混合后加入过氧化钙等物质反应，再与氯化铁、氯化锰和乙二醇溶液搅拌混合后，过滤烘干粉碎后过筛备用，在微污染原水中加入双氧水，再用紫外线照射后，流经装有负载备用颗粒筛网的废水池中，循环吸附出水即可。本发明的有益效果是：该方法对微污染原水中的内分泌干扰物处理效果好，处理过程简单，且无二次污染产生；成本低、投资小，去除率达到99％以上，适合大规模化处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种微污染原水中内分泌干扰物的去除方法，属于污水治理技术领域。
背景技术
内分泌干扰物(EndocrineDisruptingChemicals，即EDCs)，也称为环境激素(EnvironmentalHormone)，是一种外源性干扰内分泌系统的化学物质，指环境中存在的能干扰人类或动物内分泌系统诸环节并导致异常效应的物质，它们通过摄入、积累等各种途径，并不直接作为有毒物质给生物体带来异常影响，而是类似雌激素对生物体起作用，即使数量极少，也能让生物体的内分泌失衡，出现种种异常现象。这类物质会导致动物体和人体生殖器障碍、行为异常、生殖能力下降、幼体死亡、甚至灭绝。内分泌干扰物多为有机污染物，及重金属物质。我们使用的农药大约70％-80％属于内分泌干扰物；我们所使用的塑料，其中大部分的稳定剂和增塑剂也属于内分泌干扰物；日常人们所食用的肉类、饮料、罐头等食品中也都含有内分泌干扰物。一些有机化合物如烷基酚(AP)、烷基酚聚氧乙烯醚(APE)、双酚A、邻苯二甲酸酯(PAE)、多氯联苯类(PCB)、农药(如有机氯农药)等都是内分泌干扰物。长期暴露和食用会使人体及生物体产生致癌、致突变及干扰生殖系统与激素分泌等危害。因此，如何经济、有效地去除水中的内分泌干扰物是水处理行业面临的重大挑战。
目前，国内外去除水环境中的内分泌干扰物的方法有生物法、物化法、电化学法及薄膜过滤法，由于内分泌干扰物对生物的毒性作用，使得未经特殊驯化的微生物对其去除作用不明显；电化学法对该类物质的去除效果较好，但由于成本较高难以大规模使用；薄膜过滤技术随被广泛运用，但对设备要求较高，使其难以大规模的去除特定的有机污染物使用。物化法中的氧化和吸附，虽然操作简单，去除效率高，成本可控，但在单独氧化工艺和吸附工艺阶段的成本较高，副产物较多，吸附剂难以回收，在水体处理中具有一定的局限性。因此，研究出一种成本低、去除率高、可大规模使用的去除内分泌干扰物的方法，在相关领域具有很好的发展前景和经济效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前方法去除水环境中的内分泌干扰物去除率低、成本高、副产物多、无法大规模使用的弊端，提供了一种微污染原水中内分泌干扰物的去除方法，本发明以蒙脱石和石墨为原料，将蒙脱石清洗碾磨后，用盐酸溶液浸泡，与钼酸铵等物质混合得混合物备用，将石墨用硫酸和硝酸浸泡，经洗涤、干燥后加入浓硫酸回流，与混合物混合后加入过氧化钙等物质反应，再与氯化铁、氯化锰和乙二醇溶液搅拌混合后，过滤烘干粉碎后过筛备用，在微污染原水中加入双氧水，再用紫外线照射后，流经装有负载备用颗粒筛网的废水池中，循环吸附出水即可。本发明处理方法简单，成本低，内分泌干扰物去除率高。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
(1)取2～3kg蒙脱石，用清水冲洗1～2次，将其表面洗净，然后放入高温加热炉，待蒙脱石表面出现裂纹时停止加热，保持温度40～50min，取出，冷却至28～35℃；
(2)将上述冷却后的蒙脱石用铁锤敲碎成粒径为5～8cm的碎石，再放入粉碎机中粉碎30～40min后，置于碾磨机中碾磨成粉末，然后放入容器中，向其中加入质量分数为30～40％的盐酸溶液，使其没过蒙脱石5～7cm，再向其中分别加入10～20g十二烷基磺酸钠、8～10g钼酸铵和10～15g氢氧化亚铁，磁力搅拌30～40min，得混合物备用；
(3)取1～2kg80～100目石墨，放入反应容器中，在室温条件下，向其中分别加入质量分数为30～35％硫酸和质量分数为30～35％硝酸浸泡10～15min，石墨、硫酸和硝酸三者质量比为6:5:3，待浸泡完成后，用蒸馏水洗涤，待其pH值为5～5.5后，放入105～110℃烘箱中干燥30～40min；
(4)待上述干燥完成后，置于85～90℃的浓硫酸中回流20～24h，待其回流完成后，用去离子水洗涤反复冲洗3～5次，使其pH值呈中性，然后加入备用的混合物，磁力搅拌30～40min；
(5)待搅拌完成后，分别加入10～15g过氧化钙、8～10g尿素和5～7g过硫酸钾，控制转速为700～800r/min，温度为38～45℃条件下，搅拌30～40min，边搅拌边向其中滴加20～40mL双氧水，滴加完毕，保温反应1～2h；
(6)待上述反应完成后，加入5～7g氯化铁和6～8g氯化锰，搅拌混合均匀，再向其中滴加30～35mL质量分数为25％乙二醇溶液，搅拌20～30min，待其搅拌完成后，过滤得滤渣，放入105～110℃风箱中风干，再置于粉碎机中粉碎，过筛，得50～60目的颗粒备用；
(7)向含有内分泌干扰物浓度为100～500mg/L的微污染原水中加入双氧水，加入的量为3～5mL/L，控制转速为1000～1200r/min，磁力搅拌50～60min，再将紫外灯辐射波长设定为250～280nm，照射强度为0.08～0.1mW/cm2，照射时间为20～30min，进行预处理；
(8)将上述备用的颗粒负载于筛网上，负载量为1～3g/m2，将5～7个筛网捆绑在一起，按照每米2～3个竖立在废水处理池中，通入预处理后的微污染原水循环流经筛网，循环3～5h，静置2～3h，出水即可。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
(1)该方法对微污染原水中的内分泌干扰物处理效果好，处理过程简单，且无二次污染产生；
(2)成本低、投资小，去除率达到99％以上，适合大规模化处理。
具体实施方式
首先取2～3kg蒙脱石，用清水冲洗1～2次，将其表面洗净，然后放入高温加热炉，待蒙脱石表面出现裂纹时停止加热，保持温度40～50min，取出，冷却至28～35℃；然后将上述冷却后的蒙脱石用铁锤敲碎成粒径为5～8cm的碎石，再放入粉碎机中粉碎30～40min后，置于碾磨机中碾磨成粉末，然后放入容器中，向其中加入质量分数为30～40％的盐酸溶液，使其没过蒙脱石5～7cm，再向其中分别加入10～20g十二烷基磺酸钠、8～10g钼酸铵和10～15g氢氧化亚铁，磁力搅拌30～40min，得混合物备用；再取1～2kg80～100目石墨，放入反应容器中，在室温条件下，向其中分别加入质量分数为30～35％硫酸和质量分数为30～35％硝酸浸泡10～15min，石墨、硫酸和硝酸三者质量比为6:5:3，待浸泡完成后，用蒸馏水洗涤，待其pH值为5～5.5后，放入105～110℃烘箱中干燥30～40min；待上述干燥完成后，置于85～90℃的浓硫酸中回流20～24h，待其回流完成后，用去离子水洗涤反复冲洗3～5次，使其pH值呈中性，然后加入备用的混合物，磁力搅拌30～40min；待搅拌完成后，分别加入10～15g过氧化钙、8～10g尿素和5～7g过硫酸钾，控制转速为700～800r/min，温度为38～45℃条件下，搅拌30～40min，边搅拌边向其中滴加20～40mL双氧水，滴加完毕，保温反应1～2h；待上述反应完成后，加入5～7g氯化铁和6～8g氯化锰，搅拌混合均匀，再向其中滴加30～35mL质量分数为25％乙二醇溶液，搅拌20～30min，待其搅拌完成后，过滤得滤渣，放入105～110℃风箱中风干，再置于粉碎机中粉碎，过筛，得50～60目的颗粒备用；然后向含有内分泌干扰物浓度为100～500mg/L的微污染原水中加入双氧水，加入的量为3～5mL/L，控制转速为1000～1200r/min，磁力搅拌50～60min，再将紫外灯辐射波长设定为250～280nm，照射强度为0.08～0.1mW/cm2，照射时间为20～30min，进行预处理；最后将上述备用的颗粒负载于筛网上，负载量为1～3g/m2，将5～7个筛网捆绑在一起，按照每米2～3个竖立在废水处理池中，通入预处理后的微污染原水循环流经筛网，循环3～5h，静置2～3h，出水即可。
实例1
首先取2kg蒙脱石，用清水冲洗1次，将其表面洗净，然后放入高温加热炉，待蒙脱石表面出现裂纹时停止加热，保持温度40min，取出，冷却至28℃；然后将上述冷却后的蒙脱石用铁锤敲碎成粒径为5cm的碎石，再放入粉碎机中粉碎30min后，置于碾磨机中碾磨成粉末，然后放入容器中，向其中加入质量分数为30％的盐酸溶液，使其没过蒙脱石5cm，再向其中分别加入10g十二烷基磺酸钠、8g钼酸铵和10g氢氧化亚铁，磁力搅拌30min，得混合物备用；再取1kg80目石墨，放入反应容器中，在室温条件下，向其中分别加入质量分数为30％硫酸和质量分数为30％硝酸浸泡10min，石墨、硫酸和硝酸三者质量比为6:5:3，待浸泡完成后，用蒸馏水洗涤，待其pH值为5后，放入105℃烘箱中干燥30min；待上述干燥完成后，置于85℃的浓硫酸中回流20h，待其回流完成后，用去离子水洗涤反复冲洗3次，使其pH值呈中性，然后加入备用的混合物，磁力搅拌30min；待搅拌完成后，分别加入10g过氧化钙、8g尿素和5g过硫酸钾，控制转速为700r/min，温度为38℃条件下，搅拌30min，边搅拌边向其中滴加20mL双氧水，滴加完毕，保温反应1h；待上述反应完成后，加入5g氯化铁和6g氯化锰，搅拌混合均匀，再向其中滴加30mL质量分数为25％乙二醇溶液，搅拌20min，待其搅拌完成后，过滤得滤渣，放入105℃风箱中风干，再置于粉碎机中粉碎，过筛，得50目的颗粒备用；然后向含有内分泌干扰物浓度为100mg/L的微污染原水中加入双氧水，加入的量为3mL/L，控制转速为1000r/min，磁力搅拌50min，再将紫外灯辐射波长设定为250nm，照射强度为0.08mW/cm2，照射时间为20min，进行预处理；最后将上述备用的颗粒负载于筛网上，负载量为1g/m2，将5个筛网捆绑在一起，按照每米2个竖立在废水处理池中，通入预处理后的微污染原水循环流经筛网，循环3h，静置2h，出水即可。检测出水微污染原水中的含内分泌干扰物浓度降低到0.4mg/L，去除率达99.6％，适合大规模化处理。
实例2
首先取2.5kg蒙脱石，用清水冲洗2次，将其表面洗净，然后放入高温加热炉，待蒙脱石表面出现裂纹时停止加热，保持温度45min，取出，冷却至32℃；然后将上述冷却后的蒙脱石用铁锤敲碎成粒径为6.5cm的碎石，再放入粉碎机中粉碎35min后，置于碾磨机中碾磨成粉末，然后放入容器中，向其中加入质量分数为35％的盐酸溶液，使其没过蒙脱石6cm，再向其中分别加入15g十二烷基磺酸钠、9g钼酸铵和12g氢氧化亚铁，磁力搅拌35min，得混合物备用；再取1.5kg90目石墨，放入反应容器中，在室温条件下，向其中分别加入质量分数为33％硫酸和质量分数为33％硝酸浸泡12min，石墨、硫酸和硝酸三者质量比为6:5:3，待浸泡完成后，用蒸馏水洗涤，待其pH值为5.2后，放入108℃烘箱中干燥35min；待上述干燥完成后，置于88℃的浓硫酸中回流22h，待其回流完成后，用去离子水洗涤反复冲洗4次，使其pH值呈中性，然后加入备用的混合物，磁力搅拌35min；待搅拌完成后，分别加入13g过氧化钙、9g尿素和6g过硫酸钾，控制转速为750r/min，温度为42℃条件下，搅拌35min，边搅拌边向其中滴加30mL双氧水，滴加完毕，保温反应1.5h；待上述反应完成后，加入6g氯化铁和7g氯化锰，搅拌混合均匀，再向其中滴加33mL质量分数为25％乙二醇溶液，搅拌25min，待其搅拌完成后，过滤得滤渣，放入108℃风箱中风干，再置于粉碎机中粉碎，过筛，得55目的颗粒备用；然后向含有内分泌干扰物浓度为300mg/L的微污染原水中加入双氧水，加入的量为4mL/L，控制转速为1100r/min，磁力搅拌55min，再将紫外灯辐射波长设定为265nm，照射强度为0.09mW/cm2，照射时间为25min，进行预处理；最后将上述备用的颗粒负载于筛网上，负载量为2g/m2，将6个筛网捆绑在一起，按照每米3个竖立在废水处理池中，通入预处理后的微污染原水循环流经筛网，循环4h，静置2.5h，出水即可。检测出水微污染原水中的含内分泌干扰物浓度降低到0.6mg/L，去除率达99.8％，适合大规模化处理。
实例3
首先取3kg蒙脱石，用清水冲洗2次，将其表面洗净，然后放入高温加热炉，待蒙脱石表面出现裂纹时停止加热，保持温度50min，取出，冷却至35℃；然后将上述冷却后的蒙脱石用铁锤敲碎成粒径为8cm的碎石，再放入粉碎机中粉碎40min后，置于碾磨机中碾磨成粉末，然后放入容器中，向其中加入质量分数为40％的盐酸溶液，使其没过蒙脱石7cm，再向其中分别加入20g十二烷基磺酸钠、10g钼酸铵和15g氢氧化亚铁，磁力搅拌40min，得混合物备用；再取2kg100目石墨，放入反应容器中，在室温条件下，向其中分别加入质量分数为35％硫酸和质量分数为35％硝酸浸泡15min，石墨、硫酸和硝酸三者质量比为6:5:3，待浸泡完成后，用蒸馏水洗涤，待其pH值为5.5后，放入110℃烘箱中干燥40min；待上述干燥完成后，置于90℃的浓硫酸中回流24h，待其回流完成后，用去离子水洗涤反复冲洗5次，使其pH值呈中性，然后加入备用的混合物，磁力搅拌40min；待搅拌完成后，分别加入15g过氧化钙、10g尿素和7g过硫酸钾，控制转速为800r/min，温度为45℃条件下，搅拌40min，边搅拌边向其中滴加40mL双氧水，滴加完毕，保温反应2h；待上述反应完成后，加入7g氯化铁和8g氯化锰，搅拌混合均匀，再向其中滴加35mL质量分数为25％乙二醇溶液，搅拌30min，待其搅拌完成后，过滤得滤渣，放入110℃风箱中风干，再置于粉碎机中粉碎，过筛，得60目的颗粒备用；然后向含有内分泌干扰物浓度为500mg/L的微污染原水中加入双氧水，加入的量为5mL/L，控制转速为1200r/min，磁力搅拌60min，再将紫外灯辐射波长设定为280nm，照射强度为0.1mW/cm2，照射时间为30min，进行预处理；最后将上述备用的颗粒负载于筛网上，负载量为3g/m2，将7个筛网捆绑在一起，按照每米3个竖立在废水处理池中，通入预处理后的微污染原水循环流经筛网，循环5h，静置3h，出水即可。检测出水微污染原水中的含内分泌干扰物浓度降低到0.8mg/L，去除率达99.84％，适合大规模化处理。
Claims (1)
1.一种微污染原水中内分泌干扰物的去除方法，其特征在于具体去除方法为：
(1)取2～3kg蒙脱石，用清水冲洗1～2次，将其表面洗净，然后放入高温加热炉，待蒙脱石表面出现裂纹时停止加热，保持温度40～50min，取出，冷却至28～35℃；
(2)将上述冷却后的蒙脱石用铁锤敲碎成粒径为5～8cm的碎石，再放入粉碎机中粉碎30～40min后，置于碾磨机中碾磨成粉末，然后放入容器中，向其中加入质量分数为30～40％的盐酸溶液，使其没过蒙脱石5～7cm，再向其中分别加入10～20g十二烷基磺酸钠、8～10g钼酸铵和10～15g氢氧化亚铁，磁力搅拌30～40min，得混合物备用；
(3)取1～2kg80～100目石墨，放入反应容器中，在室温条件下，向其中分别加入质量分数为30～35％硫酸和质量分数为30～35％硝酸浸泡10～15min，石墨、硫酸和硝酸三者质量比为6:5:3，待浸泡完成后，用蒸馏水洗涤，待其pH值为5～5.5后，放入105～110℃烘箱中干燥30～40min；
(4)待上述干燥完成后，置于85～90℃的浓硫酸中回流20～24h，待其回流完成后，用去离子水洗涤反复冲洗3～5次，使其pH值呈中性，然后加入备用的混合物，磁力搅拌30～40min；
(5)待搅拌完成后，分别加入10～15g过氧化钙、8～10g尿素和5～7g过硫酸钾，控制转速为700～800r/min，温度为38～45℃条件下，搅拌30～40min，边搅拌边向其中滴加20～40mL双氧水，滴加完毕，保温反应1～2h；
(6)待上述反应完成后，加入5～7g氯化铁和6～8g氯化锰，搅拌混合均匀，再向其中滴加30～35mL质量分数为25％乙二醇溶液，搅拌20～30min，待其搅拌完成后，过滤得滤渣，放入105～110℃风箱中风干，再置于粉碎机中粉碎，过筛，得50～60目的颗粒备用；
(7)向含有内分泌干扰物浓度为100～500mg/L的微污染原水中加入双氧水，加入的量为3～5mL/L，控制转速为1000～1200r/min，磁力搅拌50～60min，再将紫外灯辐射波长设定为250～280nm，照射强度为0.08～0.1mW/cm2，照射时间为20～30min，进行预处理；
(8)将上述备用的颗粒负载于筛网上，负载量为1～3g/m2，将5～7个筛网捆绑在一起，按照每米2～3个竖立在废水处理池中，通入预处理后的微污染原水循环流经筛网，循环3～5h，静置2～3h，出水即可。
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Citations (2)
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| WO2015044964A1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Council Of Scientific & Industrial Research | Magnetic nanoparticles decorated activated carbon nanocomposites for purification of water |
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2015
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| CN107244728B (zh) * | 2017-06-22 | 2020-09-04 | 哈尔滨理工大学 | 一种利用次生铁矿物活化过一硫酸盐处理高盐染料废水的方法 |
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