CN111499032A - 污水处理方法及污水处理剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理方法及污水处理剂，其中，污水处理方法包括以下步骤：采用含有过氧化物的消毒剂对污水进行氧化处理；采用絮凝剂将经氧化处理的污水进行絮凝沉淀；采用吸附滤料将经絮凝沉淀的污水进行吸附过滤。该污水处理方法能够保证处理效果的同时实现污水的快速处理，特别适用于生化战剂、危险化学品以及其他致病微生物等导致的应急条件下的污染水处置。

Description

污水处理方法及污水处理剂

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及污水处理方法及污水处理剂。

背景技术

目前污水处理成为全球重大课题，特别是近年来，叙利亚大马士革的化武疑云，证明了局部化学战发生的现实性；在二十一世纪之初，美国“炭疽邮件恐怖事件”的发生也给全世界人民敲响了警钟；国内危险化学品事故频繁，大型流行性疾病也时有发生。然而，无论是化学战还是生化恐怖袭击，亦或是非战状态下的公共安全事故，都极易造成水的污染。因此，针对应急条件下的污染水处置开展研究，具有重要的现实意义。

发明内容

基于此，有必要提供一种污水处理方法，该污水处理方法能够实现污水的快速处理，有效地提高了污水的处理效率，特别适用于生化战剂、危险化学品以及其他致病微生物等导致的应急条件下的污染水处置。

一种污水处理方法，包括以下步骤：

采用含有过氧化物的消毒剂对污水进行氧化处理；

采用絮凝剂将经氧化处理的污水进行絮凝沉淀；

采用吸附滤料将经絮凝沉淀的污水进行吸附过滤。

在其中一实施例中，所述过氧化物为双氧水，所述消毒剂还包含有助剂，所述助剂包括催化剂和/或缓蚀剂；

且所述消毒剂中，双氧水的浓度大于或等于30％，所述助剂的浓度为1‰～1％。

在其中一实施例中，所述催化剂为Fe²⁺、Cu²⁺和钼酸钠中的一种或多种。

在其中一实施例中，当所述助剂中含有催化剂时，所述助剂中还包含有催化助剂，所述催化助剂为二硫化钼。

在其中一实施例中，所述絮凝剂包括无机絮凝剂、有机絮凝剂和天然高分子絮凝剂中的一种或多种；且所述絮凝剂的浓度为1％-5％。

在其中一实施例中，所述絮凝剂包括以下质量百分含量的组分：

壳聚糖 20％～50％

聚合铝铁 20％～50％

阳离子聚丙烯酰胺 0～20％。

在其中一实施例中，所述吸附滤料包括陶粒滤料和沸石滤料中的一种或多种。

在其中一实施例中，所述吸附滤料为陶粒滤料和沸石滤料的组合；

其中，所述陶粒滤料和沸石滤料的质量比为1：(1～10)；和/或

所述陶粒滤料的粒径为3mm～5mm；所述沸石滤料的粒径为1mm～2mm；和/或

所述吸附滤料的COD吸附承载量为16.0mg/g±4mg/g，NH₄ ⁺-N的吸附承载量为3.0mg/g±0.5mg/g。

在其中一实施例中，所述氧化处理的步骤后，所述絮凝沉淀的步骤前，还包括以下步骤：采用碱将经所述氧化处理的污水的pH调节至6.5-8.5。

在其中一实施例中，所述污水为化学战剂、生物战剂及其模拟剂所产生的污水。

一种污水处理剂，包括含有过氧化物的消毒剂、絮凝剂和吸附滤料。

在其中一实施例中，所述消毒剂包括过氧化氢、催化剂和催化助剂；所述催化剂为Fe²⁺、Cu²⁺和钼酸钠中的一种或多种；所述催化助剂为二硫化钼；

所述絮凝剂包括以下质量百分含量的组分：壳聚糖20％～50％、聚合铝铁20％～50％和阳离子聚丙烯酰胺0～20％；

所述吸附滤料包括陶粒滤料和沸石滤料中的一种或多种；所述陶粒滤料的粒径为3mm～5mm；所述沸石滤料的粒径为1mm～2mm；且所述吸附滤料的COD吸附承载量为16.0mg/g±4mg/g，NH₄ ⁺-N的吸附承载量为3.0mg/g±0.5mg/g。

上述污水处理方法通过对污水依次进行高级氧化、絮凝沉淀和吸附过滤，可以实现污水的快速处理，有效地提高了污水的处理效率。且上述污水处理方法方便进行装备搭建，且无需复杂的仪器设备，能够满足车载的要求，特别适用于对生化战剂、危险化学品以及其他致病微生物等导致的应急条件下的污染水处置。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施方式的污水处理方法，包括以下步骤：

S101：采用含有过氧化物的消毒剂对污水进行氧化处理；

首先通过采用含过氧化物的消毒剂进行氧化处理，可以使污水中的大分子有机物降解为低毒或无毒的小分子化合物，有利于后续步骤的进行。其中，过氧化物优选为过氧化氢，更进一步地，在消毒剂中过氧化氢的浓度大于或等于30％。特别是对于生化战剂、危险化学品以及其他致病微生物效果较为显著。

进一步地，消毒剂中还包含有助剂；助剂包括催化剂、表面活性剂和缓蚀剂；更进一步地，所述助剂中至少包含有催化剂；更进一步地，所述助剂还包含有催化剂助剂；更进一步地，在消毒剂中助剂的浓度为1‰～1％。其中，催化剂可以为金属离子催化剂(优选为Fe²⁺、Cu²⁺)或金属盐催化剂(优选为钼酸钠)。助催化剂优选为二硫化钼。催化剂的含量在此无特别限定，可以根据所采用的具体试剂进行调节。缓蚀剂可采用本领域常规缓蚀剂，可优选采用水溶性的苯骈三氮唑。

可理解的，可以将过氧化物和助剂分别置于不同的容器中，当对污水进行处理时，按所需配比加入污水中即可，该方法对仪器、操作要求不高，且较为便捷。更进一步地，优选过氧化物和助剂为液态，且过氧化物以10-50L/h的流速流入待处理污水中，助剂以10-25L/h的流速流入待处理污水中。更进一步地，优选过氧化物和助剂的流速比为3：(1.8-2.2)；更进一步地，过氧化物的浓度为35％，助剂的浓度为2％，过氧化物和助剂的流速比为3:2。

S102：采用絮凝剂将经氧化处理的污水进行絮凝沉淀；

污水经氧化处理后进行絮凝沉淀，使污水中的分子富集，进而沉淀下来，进一步地除去污水中的毒害物质。经絮凝沉淀后，产生的污泥可以采用现有的方法进行浓缩处理，废水可以进入下步处理步骤。

优选步骤S102中的絮凝剂的浓度为1％-5％，更优选为2％。另外，絮凝剂可以为无机絮凝剂、有机絮凝剂和天然高分子絮凝剂中的一种或多种，可以根据实际需求进行选择。其中，无机絮凝剂优选为含铝或铁的絮凝剂，例如氯化铝、三氯化铁、聚合铝铁等；有机絮凝剂优选为阴离子、阳离子或非离子聚丙烯酰胺等；天然高分子絮凝剂可以采用壳聚糖等。

进一步地，絮凝剂包括以下质量百分含量的组分：

壳聚糖 20％～50％

聚合铝铁 20％～50％

阳离子聚丙烯酰胺 0～20％。

上述絮凝剂组分对经氧化处理后的污水具有较优的絮凝作用，能够有效地提高污水处理效率。

更进一步地，絮凝剂中，以质量百分含量计，壳聚糖为30％-40％，聚合铝铁为30％-40％，阳离子聚丙烯酰胺为5％-10％。

更进一步地，壳聚糖、聚合铝铁和阳离子聚丙烯酰胺的质量比为1:(0.8-1.2):(0.08-0.12)；更进一步地，壳聚糖、聚合铝铁和阳离子聚丙烯酰胺的质量比为1:1:0.1。

进一步地，优选在搅拌的条件下进行上述絮凝沉淀处理；更进一步地，优选搅拌速度为100-200r/min。絮凝沉淀的时间可以根据需要进行调节，在此不进行特别限定，应理解为均在本发明的保护范围内。

S103:采用吸附滤料将经絮凝沉淀的污水进行吸附过滤。

将经絮凝沉淀的污水再进一步地进行吸附过滤处理，使污水中残留的有毒、有害物质吸附在吸附料中，实现污水的进一步净化处理，使污水达到排放标准。

可理解的，步骤S103中吸附过滤处理至少进行一次，吸附过滤处理的次数无特别限定，可以根据需求进行调节，且当进行多次吸附过滤处理时，各次所使用的吸附滤料可以相同或不同，例如：将多个吸附滤料进行串联，使污水依次通过多个吸附滤料，实现多次吸附过滤处理，进一步提高污水净化等级。

进一步地，优选吸附滤料为陶粒滤料和沸石滤料中的一种或多种。更进一步地，优选陶粒滤料的粒径为3mm～5mm；优选沸石滤料的粒径为1mm～2mm。

进一步地，优选吸附滤料为陶粒滤料和沸石滤料的组合。更进一步地，优选陶粒滤料和沸石滤料的质量比为1：(1～10)；更进一步地，陶粒滤料和沸石滤料的质量比为1：8。可理解的，可以将陶粒滤料和沸石滤料混合，制成一个滤料混合物，置于吸附塔内，对污水进行吸附过滤处理，也可以将陶粒滤料和沸石滤料分别置于两个吸附塔，使污水依次通过两个吸附塔，来对污水进行处理。

进一步地，优选吸附滤料的COD吸附承载量为16.0mg/g±4mg/g，NH₄ ⁺-N的承载量为3.0mg/g±0.5mg/g。

上述污水处理方法通过对污水依次进行高级氧化、絮凝沉淀和吸附过滤，可以实现污水的快速处理，有效地提高了污水的处理效率。且上述污水处理方法方便进行装备搭建，且无需复杂的仪器设备，能够满足车载的要求，特别适用于生化战剂、危险化学品以及其他致病微生物等导致的应急条件下的污染水处置。

本发明还提供了一种污水处理剂，包括含有过氧化物的消毒剂、絮凝剂和吸附滤料。

其中，消毒剂、絮凝剂和吸附滤料如上所述，在此不再进行赘述。

通过制成上述污水处理剂，可以方便配合上述污水处理方法使用，特别是对于应急情况，能够迅速实现紧急处理。可理解的，上述污水处理剂中，各试剂可以采用分装的形式，也可以处理需求，将可混合试剂提前进行混合，应理解为均在本发明的保护范围内。

进一步地，上述消毒剂包括过氧化氢、催化剂和缓蚀剂；还可以包括催化助剂；其中，催化剂优选为Fe²⁺、Cu²⁺和钼酸钠中的一种或多种；催化助剂优选为二硫化钼；优选絮凝剂包括以下质量百分含量的组分：壳聚糖20％～50％、聚合铝铁20％～50％和阳离子聚丙烯酰胺0～20％；吸附滤料包括陶粒滤料和沸石滤料中的一种或多种；陶粒滤料的粒径为3mm～5mm；沸石滤料的粒径为1mm～2mm；且吸附滤料的COD吸附承载量为16.0mg/g±4mg/g，NH₄ ⁺-N的吸附承载量为3.0mg/g±0.5mg/g。通过采用上述试剂组合，在试剂的协同作用下，能够大幅度提高污水处理效率。

下面列举具体实施例来对本发明进行说明。

一、氧化处理步骤中催化剂筛选实验

分别取四个100ML玻璃具塞试管，分别标号为实验组1、实验组2、实验组3和实验组4，分别利用微量移液器移取100μL化学战剂芥子气(HD)液滴于50mL水中，作为测试污水；

其中，实验组1加入50mL质量浓度2％的过氧化氢溶液和0.5mL质量浓度1％的硫酸亚铁溶液；

实验组2加入50mL质量浓度2％的过氧化氢溶液；

实验组3加入50mL质量浓度2％的过氧化氢溶液和0.7mL质量浓度1％的钼酸钠溶液；

实验组4加入50mL质量浓度2％的过氧化氢溶液、0.7mL质量浓度1％的钼酸钠溶液和0.07g二硫化钼；

经上述四组样品均在20℃的条件下，反应5min，采用GJB20416-97“T-135分光光度法”测试消毒效率，具体如下表1：

表1

从表1可以看出，实验组1含有过氧化氢和亚铁离子，而实验组2仅含有过氧化氢，实验组2的消毒效率明显低于实验组1，说明当在过氧化氢中加入亚铁离子作为催化剂时，其消毒效率明显提升；另外，实验组3的催化剂为钼酸钠，而实验组4除含有钼酸钠外，还加入了二硫化钼，实验组4的消毒效率优于实验组3，说明钼酸钠和二硫化钼的组合能够更进一步地提高过氧化氢的消毒效率，有助于进一步提高污水处理效率。

二、污水处理效果验证实验

实施例1

(1)利用微量移液器移取100μL化学战剂芥子气(HD)液滴于50mL水中，作为测试污水，作为测试污水；

(2)将测试污水与加入50mL质量浓度30％的过氧化氢溶液0.1g助剂(0.095g硫酸亚铁和0.005g二硫化钼)，进行氧化处理，并测试消毒效率；

(3)将经氧化处理的污水，加入2％的絮凝剂配方(以质量百分含量计，壳聚糖50％、聚合铝铁50％，以100-200r/min的速度搅1-2min，进行絮凝沉淀；

(4)将称取复合吸附滤料100g于65mm布氏漏斗中，移取经絮凝沉淀的污水的清液于漏斗中自然过滤三次，采用HJ/T399-2007化学需氧量的测定—快速消解分光光度法和GB7479-87铵的测定—纳氏试剂比色法，测定过滤后的清液COD和NH₄ ⁺-N值，并计算出COD去除率和NH₄ ⁺-N去除率，测试结果如表2。

实施例2

(1)利用微量移液器移取一定量的危险化学品苯胺液滴于1000mL水中，作为测试污水，苯胺的浓度约为1000mg/L，测定初始COD值约为2262.75mg/L；

(2)将测试污水与加入10mL质量浓度30％的过氧化氢溶液10mL助剂溶液(以质量百分含量计，硫酸亚铁1％、钼酸钠1％、二硫化钼1％、水余量)，进行氧化处理，并测试消毒效率；

(3)将经氧化处理的污水，加入2％的絮凝剂配方(以质量百分含量计，絮凝剂包括壳聚糖50％、聚合铝铁50％)，以100-200r/min的速度搅1-2min，进行絮凝沉淀；

(4)将称取复合吸附滤料100g于65mm布氏漏斗中，移取经絮凝沉淀的污水的清液于漏斗中自然过滤三次，测定过滤后的清液COD值，并计算出COD去除率和NH₄ ⁺-N去除率，测试结果如表2。

实施例3

(1)在100ML玻璃具塞试管中，利用微量移液器移取200μL浓度约10⁷CFU/mL枯草杆菌黑色变种芽孢(生物战剂炭疽芽孢的模拟剂)于50mL水中，作为测试污水；

(2)将测试污水与加入50mL质量浓度30％的过氧化氢溶液0.1g助剂(0.095g硫酸亚铁和0.005g二硫化钼)，进行氧化处理，并测试杀菌对数；测试结果如表2。

表2

(表2中“--”表示未进行测量)

从表2可以看出，实施例1-实施例2的COD和NH₄ ⁺-N值的去除率均达到95％以上，实施例3的杀菌对数达到了5，说明本发明的方法能够对化学战剂、生物战剂及其模拟剂等所导致的污水起到较好的处理效果。且从表2实施例1和实施例2可以看出，其消毒效率均在95％以上，说明本发明的方法具有较高的消毒效率，能够保证处理效果的同时实现污水的快速处理。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用含有过氧化物的消毒剂对污水进行氧化处理；

采用絮凝剂将经氧化处理的污水进行絮凝沉淀；

采用吸附滤料将经絮凝沉淀的污水进行吸附过滤。

2.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述过氧化物为双氧水，所述消毒剂还包含有助剂，所述助剂包括催化剂和/或缓蚀剂；

且所述消毒剂中，双氧水的浓度大于或等于30％，所述助剂的浓度为1‰～1％。

3.根据权利要求2所述的污水处理方法，其特征在于，所述催化剂为Fe²⁺、Cu²⁺和钼酸钠中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的污水处理方法，其特征在于，当所述助剂中含有催化剂时，所述助剂中还包含有催化助剂，所述催化助剂为二硫化钼。

5.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述絮凝剂包括无机絮凝剂、有机絮凝剂和天然高分子絮凝剂中的一种或多种；且所述絮凝剂的浓度为1％-5％。

6.根据权利要求5所述的污水处理方法，其特征在于，所述絮凝剂包括以下质量百分含量的组分：

壳聚糖 20％～50％

聚合铝铁 20％～50％

阳离子聚丙烯酰胺 0～20％。

7.根据权利要求1-6任一项所述的污水处理方法，其特征在于，所述吸附滤料包括陶粒滤料和沸石滤料中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的污水处理方法，其特征在于，

所述吸附滤料为陶粒滤料和沸石滤料的组合；

其中，所述陶粒滤料和沸石滤料的质量比为1：(1～10)；和/或

所述陶粒滤料的粒径为3mm～5mm；所述沸石滤料的粒径为1mm～2mm；和/或

所述吸附滤料的COD吸附承载量为16.0mg/g±4mg/g，NH₄ ⁺-N的吸附承载量为3.0mg/g±0.5mg/g。

9.根据权利要求1-6任一项所述的污水处理方法，其特征在于，所述氧化处理的步骤后，所述絮凝沉淀的步骤前，还包括以下步骤：

采用碱将经所述氧化处理的污水的pH调节至6.5-8.5。

10.根据权利要求1-6任一项所述的污水处理方法，其特征在于，所述污水为化学战剂、生物战剂及其模拟剂所产生的污水。

11.一种污水处理剂，其特征在于，包括：含有过氧化物的消毒剂、絮凝剂和吸附滤料。

12.根据权利要求11所述的污水处理剂，其特征在于，所述消毒剂包括过氧化氢、催化剂和催化助剂；所述催化剂为Fe²⁺、Cu²⁺和钼酸钠中的一种或多种；所述催化助剂为二硫化钼；

所述絮凝剂包括以下质量百分含量的组分：壳聚糖20％～50％、聚合铝铁20％～50％和阳离子聚丙烯酰胺0～20％；

所述吸附滤料包括陶粒滤料和沸石滤料中的一种或多种；所述陶粒滤料的粒径为3mm～5mm；所述沸石滤料的粒径为1mm～2mm；且所述吸附滤料的COD吸附承载量为16.0mg/g±4mg/g，NH₄ ⁺-N的吸附承载量为3.0mg/g±0.5mg/g。