CN112777847A - 一种高级氧化与菌类生化耦合降解地表水化学需氧量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高级氧化与菌类生化耦合降解地表水化学需氧量的方法，属于地表水治理领域，能够解决地表水处理的难题，所述方法包括，向地表水体加入金属离子催化剂，并搅动，金属催化剂可选为可溶的金属铁盐，在阳光紫外线作用下，进行高级氧化反应；向地表水中导入氧化剂氧气，并搅动，促进高级氧化反应；向地表水中加入增强紫外线的透射率的增强剂，并搅动，进一步促进高级氧化反应；加入菌剂进行耦合降解地表水中化学需氧量。本发明可方便处理有效降去除地表水体中的化学需氧量，当地表水体化学需氧量在100mg/L左右时，去除率可达到50％至80％，可以解决地表水高化学需氧量污染处理的难题。
Description
技术领域
本发明涉及地表水治理领域，尤其涉及一种高级氧化与菌类生化耦合降解地表水化学需氧量的方法。
背景技术
城市水环境质量提升是生态文明建设的重要内容之一。水污染问题已经成为我国经济社会发展的最重要制约因素之一，水污染控制与治理是一项长期、复杂和艰巨的系统工程，水污染日益严重的发展趋势尚未得到根本扭转。
我国点源污染不断加剧，非点源污染日趋严重，对水资源安全构成了严重的威胁。随着经济社会的发展，人类活动程度的加大和范围的扩大，非点源污染的影响日趋严重，总磷、总氮入河量的贡献率均超过了60％。化学需氧量和氨氮入河量，全国仍以点源为主，但非点源的贡献亦已经上升到40％左右，致使全国地表水水质汛期状况稍差于非汛期，个别区域，如松花江区，汛期水质状况远差于非汛期。
我国河流污染以有机污染为主，主要参数为氨氮、化学需氧量、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、溶解氧和挥发酚。重金属污染重点出现在西南、长江等局部区域。黄淮海平原、辽河平原、太湖水系、珠江三角洲的河流及珠江三角洲上游的南盘江受化学需氧量、高锰酸盐指数、氨氮和溶解氧污染较大；海河南系、淮河中上游是我国挥发酚的重点污染区，局部区域污染程度惊人。
我国湖泊水库富营养化严重，严重威胁到供水安全和渔业生产，严重削弱景观娱乐功能的发挥。
水质趋势分析成果表明，部分项目的污染已经得到控制，但地表水资源质量总体在下降，水环境污染势头未能有效遏制，情势严峻。
化学需氧量(COD)是地表水的重要污染指标之一，也是造成水体透明降低的原因之一。一般情况下产生COD的物质可分为可溶性和非可溶性COD两大类，可溶性COD是指水中粒径大于10μm的COD胶体颗粒，以及水溶性的各类有机分子，而粒径小于10μm的有机微粒则属于非可溶性COD。它们所代表的是水体受还原性物质污染的程度，化学耗氧量也被用于表示水中有机物的量，COD高，有机物含量高。
目前治理地表水，去除COD主要采用化学絮凝、各种菌剂方法，以及种植各类水生植物吸收方法。化学絮凝分为有机絮凝和无机絮凝，主要去除较大的胶体颗粒和不溶固体颗粒，而菌剂和植物消耗的都是以小分子为主，对于水溶性有机大分子很难进行处理。同时菌类和植物死亡后的尸体和废弃物也会产生COD，这也是目前地表水难于处理的原因之一。
如何方便处理有效去除地表水中的COD，是目前地表水处理的难题之一。
发明内容
本发明提供一种高级氧化与菌类生化耦合降解地表水化学需氧量的方法，以方便处理有效去除地表水中的COD，解决目前地表水处理的难题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高级氧化与菌类生化耦合降解地表水化学需氧量的方法，其特征在于，包括，
步骤S1：向地表水体加入金属离子催化剂，并搅动，在阳光紫外线作用下，进行高级氧化反应；
步骤S2：向地表水中导入氧化剂氧气，并搅动，促进高级氧化反应；步骤S3：向地表水中加入增强紫外线的透射率的增强剂，并搅动，进一步促进高级氧化反应；
步骤S4：加入菌剂进行耦合降解地表水中化学需氧量。
可选的，所述步骤S1中的金属催化剂为可溶的金属铁盐。
可选的，所述的可溶的金属铁盐为硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁或氯化亚铁。
可选的，控制pH为7.3至9.0条件下。
可选的，控制pH为7.3至8.5条件下。
可选的，所述步骤S2中向地表水中导入的氧化剂氧气为空气中所含的氧气。
可选的，所述步骤S3中的增强紫外线的透射率增强剂为硼砂或硼酸。
可选的，所述加入的硼砂或硼酸量应使每升水中所含的硼与原地表水中所含的硼之和小于0.5mg/L。
可选的，所述加入的硼砂或硼酸量应使每升水中所含的硼与原地表水中所含的硼之和小于0.3mg/L。
可选的，所述步骤S4中的菌剂为光合细菌。
本发明提供了一种高级氧化与菌类生化耦合降解地表水化学需氧量的方法，该方法可以方便处理有效降去除地表水体中的COD。当地表水体COD在100mg/L左右时，去除率可达到50％至80％，可以解决目前地表水高COD污染处理的难题。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高级氧化与菌类生化耦合降解地表水化学需氧量的方法，在用塑料制成的容器中，加入50L地表水，表面积为25dm2，水体COD为110mg/L。
步骤S1：向地表水体加入硫酸铁金属离子催化剂，并搅动，加入量以铁元素计5mg/L，微量的铁离子可与水中的有机物形成复合物和配合物，作用力包括分子间作用力，以及络合键，过量的铁离子会以氢氧化铁的形成沉淀，所以加入的可溶的金属铁盐催化剂过量也没有问题，但应考虑铁离子对水体污染的限制，水体pH值为未调，为原水的7.5，在阳光紫外线作用下，进行高级氧化反应；
步骤S2：向地表水中导入氧化剂氧气，并搅动，促进高级氧化反应，导入的氧气通过压缩氧气经降压，通过导管，以鼓泡形式导入。
步骤S3：向地表水中加入增强紫外线的透射率的增强剂硼砂，并搅动，加入的硼砂量使每升水中所含的硼与原地表水中所含的硼之和为0.45mg/L，进一步促进高级氧化反应；
步骤S4：加入菌剂光合细菌进行耦合降解地表水中化学需氧量，光合细菌加入量为市售30亿级产品，加入量为100mg/L，通常在产品建议使用范围内即可，因为菌类在适宜环境下，增殖非常快。
实施中混合搅动，使用推进式螺旋桨进行。
金属催化剂应溶于水中配成10％左右的溶液使用。
水体暴露阳光的时间为25天时，水体的COD降至39mg/L。
实施例2
与实施例1所不同的是，原地表水体COD为80mg/L，原水pH值为6.0。
降解后的水体的COD降至20mg/L。
实施例3
与实施例2所不同的是，加入的硫酸亚铁量以铁元素计3mg/L，微量的亚铁离子会与水中的有机物形成络合物，过量的亚铁离子会被氧化成3价铁离子后以氢氧化铁的形成沉淀；加入的硼酸量使每升水中所含的硼为0.35mg/升，用氧化钙调pH值至6.9。
降解后的水体的COD降至18mg/L。
实施例4
与实施例2所不同的是，加入的硼酸量使每升水中所含的硼为0.35mg/升，用氧化钙调pH值至7.3。
降解后的水体的COD降至16mg/L。
实施例5
与实施例2所不同的是，加入氯化铁量以铁元素计2mg/L；加入的硼酸量使每升水中所含的硼为0.29mg/L；用氧化钙调pH值至7.8。
降解后的水体的COD降至18mg/L。
实施例6
与实施例2所不同的是，加入氯化亚铁量以铁元素计1mg/L；氧化剂为氧气，通过空气泵进行曝气；加入的硼酸量使每升水中所含的硼为0.2mg/L；用氢氧化钙水溶液调pH值至8.0。
降解后的水体的COD降至23mg/L。
实施例7
与实施例1所不同的是，加入的氯化亚铁量以铁元素计1mg/L；加入的硼砂量使每升水中所含的硼与原地表水中所含的硼之和为0.10mg/L；用氧化钙水溶液调pH值至8.5。
水体暴露阳光的时间为35天时，水体的COD降至40mg/L。
实施例8
与实施例1所不同的是，加入的氯化亚铁量以铁元素计0.5mg/L；加入的硼砂量使每升水中所含的硼与原地表水中所含的硼之和为0.05mg/L；用氧化钙水溶液调pH值至9.0；光合细菌加入量为10mg/L。
水体暴露阳光的时间为45天时，水体的COD降至45mg/L。
实施例9
与实施例1所不同的是，加入的硫酸亚铁量以铁元素计1.5mg/L；导入的氧化剂为氧气，是通过水体表面与空气接触，通过自然风力搅动与水混合；加入的硼砂量使每升水中所含的硼与原地表水中所含的硼之和为0.45mg/L；加入的菌剂为包括乳杆菌、芽孢杆菌和酵母菌的复合菌剂，总活菌数大于200亿/克，加入量为0.2mg/L，通常在产品建议使用范围内即可，因为菌类在适宜环境下，增殖非常快。
水体暴露阳光的时间为50天时，水体的COD降至35mg/L。
实施例10
与实施例1所不同的是，加入的菌剂为包括芽孢杆菌和酵母菌的复合菌剂，总活菌数大于200亿/克，加入量为0.4mg/L，高级氧化与菌类生化耦合降解实质是，高级氧化可以降解水中不易被菌类利用的有机化合物，高级氧化有机化合物的产物易于菌类吸收降解，而菌类死亡后产生的大分子有机物，又被高级氧化降解，形成相互耦合促进，最终降低水体的COD。
水体暴露阳光的时间为40天时，水体的COD降至38mg/L。
Claims (10)
1.一种高级氧化与菌类生化耦合降解地表水化学需氧量的方法，其特征在于，包括，
步骤S1：向地表水体加入金属离子催化剂，并搅动，在阳光紫外线作用下，进行高级氧化反应；
步骤S2：向地表水中导入氧化剂氧气，并搅动，促进高级氧化反应；
步骤S3：向地表水中加入增强紫外线的透射率的增强剂，并搅动，进一步促进高级氧化反应；
步骤S4：加入菌剂进行耦合降解地表水中化学需氧量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中的金属催化剂为可溶的金属铁盐。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的可溶的金属铁盐为硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁或氯化亚铁。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，控制pH为7.3至9.0条件下。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，控制pH为7.3至8.5条件下。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中向地表水中导入的氧化剂氧气为空气中所含的氧气。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中的增强紫外线的透射率增强剂为硼砂或硼酸。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述加入的硼砂或硼酸量应使每升水中所含的硼与原地表水中所含的硼之和小于0.5mg/L。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述加入的硼砂或硼酸量应使每升水中所含的硼与原地表水中所含的硼之和小于0.3mg/L。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中的菌剂为光合细菌。
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