CN108203174A - 一种基于芬顿反应的高效海水淡化预处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于芬顿反应的高效海水淡化预处理方法，包括以下步骤：用酸将待处理海水pH调节为1~6，加入硫酸亚铁和H2O2两种芬顿试剂，混合均匀后氧化反应20~100min；用碱将氧化后的海水pH调节为7~10，按照0.1~5mg/L的量加入助凝剂，并搅拌絮凝反应10~20min；絮凝后海水通过沉淀过程进行泥水分离，沉淀时间为20~60min；最后用过滤器对沉淀上清液进行过滤，得到预处理后产水。本发明提供的海水淡化预处理方法具有较好的浊度和有机物去除效果，且方法成熟、成本低、维护方便、运行稳定，解决了低温、高浊度和高有机物海水的预处理效果差等问题，在热法和膜法海水淡化领域均具有广阔的应用前景。

Description

一种基于芬顿反应的高效海水淡化预处理方法
技术领域
本发明涉及海水淡化领域，尤其涉及海水淡化工程中的海水预处理方法。
背景技术
目前，我国沿海城市正在大力发展滨海经济，建立经济区、引进大量企业，用水需求量激增，然而沿海地区往往地下水资源匮乏，淡水资源短缺，严重制约当地经济发展，但是由于地处海边，又有发展海水淡化产业得天独厚的优势。通过发展海水淡化产业，为我国沿海经济区提供补充水源不仅具有重要性和紧迫性，而且是确保用水安全和经济持续增长所必需的重要措施。
海水淡化过程中淡化系统对进水水质有较高要求，必须对进料海水进行适当的预处理，从而使海水中的各种杂质得以除去或降低到一定程度，进而减少对海水淡化系统的不利影响。然而部分区域海水受到海洋生物、养殖活动等影响，会导致有机物含量较高，而常规海水预处理工艺，如絮凝、微滤、超滤、砂滤等都很难有效降低有机物，将会给海水淡化的预处理过程带来较大难题，进而影响海水淡化工程的推广。
通过常用预处理方法很难使海水满足进水要求，而针对高有机物海水预处理方面的研究又较少。有国内外研究人员采用臭氧和紫外氧化技术处理养殖海水，可以有效降低其中的COD和氨氮含量。有研究人员将微生物固定化技术养殖废水处理，通过选择性地固定对氮、磷等营养物有很强吸收能力的微生物，开发高效生物处理装置提高养殖废水中废物的转化率或降解效率。从目前的研究结果来看，大都处于实验研究阶段，在实际应用中还存在很多问题。
此外，传统海水淡化预处理过程无法应对低温高浊度的海水，而北方黄渤海区域，冬季时间长温度低，给海水淡化工程带来较大麻烦，而渤海海水水质较差，受潮汐、风浪等影响海水浊度较高，最高达到上千NTU，同时由于沿海经济的发展，部分海域海水有机物含量较高，这是传统预处理过程不会考虑的问题，因此通过常规方法也就难以降低有机物和浊度，无法满足海水淡化的进水要求。因此，急需开发出一种简单高效、成本低廉的低温、高浊度、高有机物海水的预处理方法。
芬顿氧化技术通过H2O2和Fe2+作用产生具有极强氧化能力的·HO，将水中的部分大分子有机物氧化为小分子有机物，破坏某些有机物的不饱和键，从而使有机物含量降低。该技术除了具有较强氧化作用，还具有混凝作用，既是指反应中生成的Fe(OH)3胶体具有絮凝、吸附功能，也可去除水中部分有机物。由于反应中生成的Fe(OH)3胶体絮凝效果不是很好，故加入一定量的高分子絮凝剂以增强体系的絮凝效果。该技术具有反应迅速、设备简单、处理效率高等优点，为了提高处理效果和降低处理费用，还可以联合使用絮凝法，进一步降低水中的浊度和COD。因此，芬顿氧化技术已经成为一种值得注意和信赖的水处理技术。
发明内容
为克服低温、高浊度、高有机物海水在海水淡化过程预处理效果不佳的问题，本发明提供一种基于芬顿氧化技术的高效海水淡化预处理方法，主要包括以下步骤：
(1)用酸将待处理海水pH调节为1～6，依次加入硫酸亚铁和H2O2两种芬顿试剂，其中H2O2加入量为海水中CODMn重量的0.5～2倍，硫酸亚铁的加入量满足Fe2+与H2O2摩尔比0.5～3，混合均匀后氧化反应20～100min；
(2)用碱将氧化后的海水pH调节为7～10，按照0.1～5mg/L的量加入絮凝剂，并搅拌絮凝反应10～20min；
(3)絮凝后海水通过沉淀过程进行泥水分离，沉淀时间为20～60min；
(4)最后用过滤器对沉淀上清液进行过滤，得到预处理后产水。
所述步骤(1)中酸为硫酸、盐酸或硝酸。
所述步骤(2)中碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
所述步骤(2)中絮凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)或骨胶，优选PAM。
所述步骤(4)中过滤器为石英砂过滤器、膜过滤器或二者组合。
本发明海水淡化预处理方法的有益效果体现在：
1、本发明海水淡化预处理方法，可用于高有机物、低温、高浊度海水的预处理，采用芬顿氧化高级氧化作为主要预处理工艺，有效提高有机物的去除率，同时增强了后续絮凝过程浊度的去除效果，芬顿过程产生的三价铁离子正好作为絮凝剂，还节省了絮凝剂的投加。
2、本发明海水淡化预处理方法，只需按步骤投加相应药品后经过滤澄清即可，工艺流程简单，易于实现自动控制，具有设备简单、成本低廉、维护方便、稳定性高等特点。
具体实施方式
以下实施例描述本发明的具体实施方式，本发明所涉及的主题保护范围并不局限于这些实施例，应该以权利要求书界定的保护范围为准。
实施例一
本实施例给出了不同氧化pH下海水COD和浊度的去除效果。海水参数：温度15℃，浊度186.5NTU，COD 18.6mg/L，首先用硫酸将待处理海水pH分别调节到2、3、4、5、6；按照100mg/L浓度加入硫酸亚铁粉末，快速搅拌溶解；1min后再按80mg/L浓度加入H2O2，迅速搅拌混合均匀；静置氧化60min；用氢氧化钠将氧化后海水pH调节到8；加入1mg/L PAM，搅拌15min后静置沉淀，最后用过滤器对沉淀上清液进行过滤后测定浊度和COD。
经处理后海水浊度和COD去除效果见下表：
从上述数据可知，芬顿絮凝联合石英砂过滤能有效降低海水浊度和COD。随着氧化pH的升高，浊度和COD去除率均先升高后降低，优选pH以3～4为宜。
实施例二
本实施例给出了不同硫酸亚铁添加量下海水COD和浊度的去除效果。海水参数：温度16.2℃，浊度86.4NTU，COD 18.3mg/L，首先用硫酸将待处理海水pH调节到4；分别按照80mg/L浓度加入硫酸亚铁粉末，快速搅拌溶解；1min后再按40mg/L浓度加入H2O2，迅速搅拌混合均匀；静置氧化60min；用氢氧化钠将氧化后海水pH调节到8；加入2mg/L PAM，搅拌一定时间后静置沉淀，最后分别用石英砂过滤器、超滤膜过滤器及石英砂过滤器和超滤膜过滤器对沉淀上清液进行过滤，之后测定浊度和COD。
经处理后海水浊度和COD去除效果见下表：
从上述数据可知，芬顿絮凝联合三种过滤方式均能能有效降低海水浊度和COD，使用膜过滤器后浊度和COD去除率均较单独使用石英砂过滤器有所提高，因此优选膜过滤器。
实施例三
本实施例方法同实施例二，过滤器选用石英砂过滤器。海水参数：温度4.3℃，浊度189.3NTU，COD18.6mg/L。经处理后海水浊度和COD去除率分别为99.51％和75.81％，从上述浊度和COD的去除数据可知，芬顿絮凝联合过滤的方式可以用于低温、高浊度和高有机物海水的预处理。
对比例一
采用常规絮凝加石英砂过滤的方法对实施例三中的海水进行处理，首先向待处理海水中加入100mg/L的FeCl3，快速搅拌混合均匀，再加入2mg/L PAM，搅拌一定时间后静置沉淀，最后用过滤器对沉淀上清液进行过滤后测定浊度和COD。结果表明，浊度和COD的去除率分别为95.25％和36.56％，与实施例三中的结果相比均较低，尤其是COD去除率低了近一半，由于常规絮凝过程不能与有机物发生氧化反应，因而有机物去除效果不佳，通过对比更说明本发明提供的海水预处理方法的有效性。
实施例四
本实施例给出了不同絮凝剂添加量下海水COD和浊度的去除效果，本实施例方法同实施例三，絮凝剂加入量分别为0.5、2、5mg/L，过滤器选用石英砂过滤器。海水参数：温度18.2℃，浊度74.9NTU，COD18.6mg/L，经处理后海水浊度和COD去除效果见下表：
从上述数据可知，芬顿氧化过程后投加絮凝剂可以强化芬顿氧化的处理效果，进而提高浊度和COD的去除效率，其中PAM去除二者的效果明显好于骨胶，因此优选PAM作为絮凝剂。

Claims (5)

1.一种基于芬顿反应的高效海水淡化预处理方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）用酸将待处理海水pH调节为1~6，依次加入硫酸亚铁和H2O2两种芬顿试剂，其中，H2O2加入量为海水中CODMn重量的0.5~2倍，硫酸亚铁的加入量满足Fe2+与H2O2摩尔比0.5~3，混合均匀后氧化反应20~100 min；
（2）用碱将氧化后海水pH调节为7~10，按照0.1~5mg/L的量加入助凝剂，搅拌絮凝反应10~20min；
（3）絮凝后海水通过沉淀过程进行泥水分离，沉淀时间20~60min；
（4）最后用过滤器对沉淀上清液进行过滤，得到预处理后产水。
2.如权利要求1所述的海水淡化预处理方法，其特征在于，所述步骤（1）中酸为硫酸、盐酸或硝酸。
3.如权利要求1所述的海水淡化预处理方法，其特征在于，所述步骤（2）中碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
4.如权利要求1所述的海水淡化预处理方法，其特征在于，所述步骤（2）中助凝剂为聚丙烯酰胺（PAM）或骨胶，优选PAM。
5.如权利要求1所述的海水淡化预处理方法，其特征在于，所述步骤（4）中过滤器为石英砂过滤器、膜过滤器或二者组合。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108862798A (zh) * 2018-07-27 2018-11-23 李二猛 一种电渗析海水淡化方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004014804A2 (en) * 2002-08-08 2004-02-19 Arkal Filtration Systems C.S. Ltd. Process and device for the treatment of water, particularly for ships
CN201817357U (zh) * 2010-06-21 2011-05-04 吴静璇 焦化废水的芬顿氧化及双膜法的全回用处理装置
CN103803752A (zh) * 2012-11-06 2014-05-21 中国石油化工股份有限公司 一种高盐高有机物废水的处理方法
CN104230087A (zh) * 2014-09-30 2014-12-24 东莞市珠江海咸水淡化研究所 一种高盐水的淡化处理方法
WO2016092620A1 (ja) * 2014-12-08 2016-06-16 三菱重工業株式会社 水処理装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004014804A2 (en) * 2002-08-08 2004-02-19 Arkal Filtration Systems C.S. Ltd. Process and device for the treatment of water, particularly for ships
CN201817357U (zh) * 2010-06-21 2011-05-04 吴静璇 焦化废水的芬顿氧化及双膜法的全回用处理装置
CN103803752A (zh) * 2012-11-06 2014-05-21 中国石油化工股份有限公司 一种高盐高有机物废水的处理方法
CN104230087A (zh) * 2014-09-30 2014-12-24 东莞市珠江海咸水淡化研究所 一种高盐水的淡化处理方法
WO2016092620A1 (ja) * 2014-12-08 2016-06-16 三菱重工業株式会社 水処理装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张文清主编: "《分离分析化学 第2版》", 31 August 2016, 华东理工大学出版社 *
韩颖: "《制浆造纸污染控制 第2版》", 31 January 2016, 中国轻工业出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108862798A (zh) * 2018-07-27 2018-11-23 李二猛 一种电渗析海水淡化方法

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