CN112939322B - 一种饮用水突发性油类污染的水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一种饮用水突发性油类污染的水处理方法，包括以下步骤：S1、气浮吸油；S2、活性炭‑混凝联用；S3、电磁异相催化耦合处理；S4、管式纳滤过滤器过滤。本发明提供的饮用水突发性油类污染的水处理方法，针对油类污染物种类复杂、重金属含量高、难降解的特点，无需预处理，无需外加臭氧，不存在过量臭氧排放问题，通过各步骤协同，能够将突发性油类污染所含悬浮物、油类污染物及重金属去除彻底，处理效率高，出水水质稳定，能够应对突发性油类污染及各种有机物污染，保障了饮用水安全。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种饮用水突发性油类污染的水处理方法。
背景技术
在生产过程中由于发生事故、管理泄露或者主观违规排放等途径都会导致油类排放到环境中。油类在进入水体之后，首先严重到影响水体的感观指标，例如色度、气味，而且会导致水体中溶解氧浓度大幅下降，导致水中动植物因水体缺氧而死亡。而这些释放到水体中的油类又能够通过生物富集作用传至人体，进而危害人体健康。江河等饮用水源一旦出现突发性油类污染，需要立即采取应对措施将油类污染物去除，而常规水处理工艺对油类污染物的去除率去除仅为30％～40％，且处理效率低下，无法满足饮用水突发油类污染的出水要求。
发明内容
本发明提供一种设备简单、处理效率高、出水水质稳定、抗冲击负荷能力强的饮用水突发性油类污染的水处理方法。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种饮用水突发性油类污染的水处理方法，包括以下步骤：
S1、气浮吸油：将油类污染的水通入气浮池，气浮池入口设置有并排的输送油类污染水的管道和输送微泡水的管道，气浮池内设置有可旋转的微泡水释放器及若干个位置从低到高分布的可吸附油污染物的吸油刷，所述吸油刷可自转；
S2、活性炭-混凝联用：将气浮池出水通入混凝沉淀池，加入粉末活性炭及粉末活性炭质量2～3倍的混凝剂，混凝pH值为6.0，混凝转速为100～400r/min；
S3、电磁异相催化耦合处理：将混凝沉淀池出水调节pH为7～8，通入电磁异相催化耦合反应器处理30～60min；所述电磁异相催化耦合反应器为无顶圆柱，器壁为石英玻璃材质，反应器外部分布有均匀缠绕的通电螺旋线圈，反应器中心轴处设有钛棒阴极，沿反应器器壁设有卷筒状阳极，所述卷筒状阳极、钛棒阴极分别与直流电源的正负极连接，反应器下方高于反应器底部一段距离处设有支撑板，支撑板可拆卸固定在反应器壁上，并贯穿卷筒状阳极，卷筒状阳极内部与反应器下部支撑层上方构成的空腔内填充有负载催化剂的电磁微球，反应器底部设有曝气装置、进水管及出水管，曝气装置连接鼓风机；
S4、管式纳滤过滤器过滤：将电磁异相催化耦合反应器出水经管式纳滤过滤器过滤，出水取样检测水质。
进一步地，步骤S1所述吸油刷为长条板状，基材为环氧树脂，表面均匀包裹一层颗粒状聚甲基丙烯酸酯高吸油树脂。
进一步地，步骤S2中所述混凝剂为聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁、粉煤灰按质量配比1:3:1混合得到。
进一步地，步骤S3中所述支撑板为包括支撑板外环和支撑板本体，二者为同心圆形，支撑板本体通过四个相互间呈90°分布的连接条与支撑板外环连接，其余部分镂空，支撑板外环水平可拆卸嵌在电磁异相催化氧化耦合反应器的器壁内，支撑板本体直径与卷筒状阳极的直径相同，并贯穿卷筒状阳极，支撑板本体为石英玻璃材质，上下表面均镀有ITO导电薄膜，支撑板本体上均匀分布有正三角形筛孔；所述正三角形筛孔的外接圆直径为2mm，所述负载催化剂的电磁微球的直径为2～5mm。
进一步地，步骤S3中所述卷筒状阳极为表面镀有金刚石薄膜的多孔钛网，采用微波等离子体辅助化学气相沉积工艺制备得到。
进一步地，步骤S3中所述负载催化剂的电磁微球为CeCl3掺杂聚苯胺包覆Co-Fe3O4微球，其制备方法如下：①将Fe3O4分散于蒸馏水中，然后将水合肼、NaOH溶液和PVP依次加入，50℃水浴条件下通过微量注射泵将CoCl2·6H2O缓慢滴加进去，滴加完毕后，继续反应4～6h，磁性分离、干燥得到Co-Fe3O4微球；②将Co-Fe3O4微球在Na2CO3溶液中分散，离心分离、干燥后研磨，再将干燥后的粉末分散到盐酸中，加入苯胺和CeCl3，冰水浴及剧烈搅拌下加入(NH4)2S2O8，充分反应16～20h，磁性分离，蒸馏水分散，重复多次，之后将产物加入水合肼与蒸馏水的混合液中，60℃水浴反应，磁性分离、干燥即得CeCl3掺杂聚苯胺包覆Co-Fe3O4微球。
进一步地，步骤S4中所述管式过滤器的膜填料为壳聚糖-海藻酸钙氧化锌凝胶，其制备方法为：首先用硅烷偶联剂APTES对纳米氧化锌进行修饰，然后将修饰后的纳米氧化锌分散在去离子水中，加入壳聚糖和海藻酸钠，加热溶解得混合凝胶，然后将混合凝胶逐滴加入氯化钙溶液中，充分交联后过滤、去离子水冲洗即得。
本发明气浮池中微泡水释放器能够旋转，促进微细气泡夹带着水体中的油分子一同上浮，并在上浮过程中被从低到高设置的若干个可自转的吸油刷逐级吸附从而与水体分离；所述吸油刷为长条板状，基材为环氧树脂，表面均匀包裹一层颗粒状聚甲基丙烯酸酯高吸油树脂，所用环氧树脂基材具有较高的硬度和韧性，通过自转使得吸油刷与水体充分接触，颗粒状聚甲基丙烯酸酯高吸油树脂能够迅速吸附油类污染物并将其固定，使得油类污染物从水体中除去。由于吸油刷分布位置从低到高均有，能够兼顾不同密度的油类污染物，对各类油污均有很好的去除效果。
本发明将活性炭与混凝联用，活性炭粉末与同时加入的聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁、粉煤灰组成的混凝剂能够迅速吸附水体中的悬浮物及油类污染物，并通过调节混凝pH，控制混凝转速，使活性炭与絮凝剂产生的絮凝物共同沉降，从而使得油类污染物与水体分离除去。
本发明电磁异相催化耦合处理无需通入臭氧，只需鼓风机鼓入适当的空气，一方面通过曝气装置增加水体扰动，达到搅拌功效，另一方面增加反应器内水体中的溶解氧，促进活性氧物质的生成，反应器支撑板外环与支撑板本体间仅有四个连接条连接，其余镂空部分与支撑板本体上的筛孔均可供水体及气流通过，能够进一步促进水体扰动和增加溶氧量，促进在电磁场及催化剂作用下活性基团的生成，实现油类污染物的氧化降解。油类污染物一部分在阳极表面发生电子转移而被分解，另一部分被电极表面产生的过氧化氢、羟基自由基、活性氧等强氧化性物质间接氧化，卷筒状阳极为表面镀有金刚石薄膜的多孔钛网，没有铁离子生成，处理过程中不产生任何絮凝物及污泥，无二次污染。卷筒状阳极内部与支撑板上方构成的空腔内填充的负载催化剂的电磁微球首先作为Ce离子催化剂载体，其次，由于聚苯胺具有良好的吸附作用，能够迅速吸附油类污染物和重金属，起到富集污染物及去除重金属的作用，其还具有良好的导电性，使得电磁微球能够同时充当电解体系中三维电解池的粒子电极，弱碱条件使得水中的Cl－在聚苯胺及Ce3+作用下发生电极反应，产生高浓度的Cl2和ClO－，而支撑板表面的导电薄膜与正三角形筛孔在电场作用下也能够发生尖端放电，可以作为卷筒状阳极的扩展部分，产生活性基团，与卷筒状阳极产生的强氧化基团协同将油类污染物彻底矿化；负载催化剂的电磁微球具有磁性，能够在磁场作用下发生定向移动，与粒子电极直接堆积或粒子电极串相比，灵活性更高，与水体接触更加充分，大大增加了单位面积的水处理量，提高了电解处理效率。
本发明通过在管式纳滤过滤器中设置膜填料，与普通纳滤过滤器相比，由于所用壳聚糖-海藻酸钙氧化锌凝胶具有良好的生物相容性，无毒无害，凝胶为多孔结构，具有良好的亲水性和很强的吸附能力，因此不仅在延长了水体与管式过滤膜的接触面积和接触时间的同时，膜通量没有明显降低，而且能够通过吸附截留有机污染物及重金属离子，凝胶内部分散的纳米氧化锌还能发挥杀菌消毒的功效，提高出水水质。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)本发明首先通过气浮吸油，微泡上升过程中带动油污染物上升，在上升过程中被从低到高分布的吸油刷所吸附，吸油刷表面包覆的聚甲基丙烯酸酯高吸油树脂为颗粒状，与水体接触更加充分，有利于吸附油类污染物。
(2)本发明电磁异相催化耦合处理集吸附、电催化、三维电解处理于一步，开启反应器后三者同步进行，并通过通电螺旋线圈控制磁场作用，使得负载催化剂的电磁微球在反应器中部空腔定向移动，有利于污染物在其表面富集，有利于其表面电催化产生的强氧化基团与水体中分散的污染物接触，通过氧化作用将污染物分解矿化，使得电催化和三维电解处理效率大幅提高，灵活高效，能够应对水质较大幅度变化，应对突发性污染能力强。
(3)本发明提供的饮用水突发性油类污染的水处理方法，针对油类污染物种类复杂、重金属含量高、难降解的特点，无需预处理，无需外加臭氧，不存在过量臭氧排放问题，通过气浮吸油、活性炭-混凝沉淀、电磁异相催化氧化耦合处理、管式纳滤过滤器过滤各步骤协同，能够将突发性油类污染所含悬浮物、油类污染物及重金属去除彻底，处理效率高，出水水质稳定，能够应对突发性油类污染及各种有机物污染，保障了饮用水安全。
附图说明
图1为电磁异相催化耦合反应器示意图，其中1-石英玻璃器壁，2-通电螺旋线圈，3-卷筒状阳极，4-负载催化剂的电磁微球，5-进水管，6-出水管，7-鼓风机，8-曝气装置，9-支撑板，10-钛棒阴极，11-直流电源。
图2为图1中9-支撑板的俯视图，其中9-1-支撑板外环，9-2-支撑板体，9-3-支撑板筛孔，9-4-导电薄膜，9-5-连接条。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合具体实施例进行详细描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下实施例所用水源为某河段受突发性油类污染后收集的受污染水，水质基本指标如下表1所示：
表1受污染水基本指标
| 指标 | 检测结果 |
| 浊度(NTU) | 63.2～72.6 |
| COD(mg/L) | 820～1050 |
| 石油类(mg/L) | 28.7～39.2 |
| 氨氮(mg/L) | 40～54 |
| 汞(mg/L) | 0.225～0.367 |
| 镉(mg/L) | 0.0408～0.643 |
| 苯系物(mg/L) | 1.932～2.359 |
实施例1
一种饮用水突发性油类污染的水处理方法，包括以下步骤：
S1、气浮吸油：将油类污染的水通入气浮池，气浮池入口设置有并排的输送油类污染水的管道和输送微泡水的管道，气浮池内设置有可旋转的微泡水释放器及若干个位置从低到高的可吸附油污染物的吸油刷，所述吸油刷可自转；
S2、活性炭-混凝联用：将气浮池出水通入混凝沉淀池，加入粉末活性炭及粉末活性炭质量2倍的混凝剂，混凝pH值为6.0，混凝转速为100r/min；
S3、电磁异相催化耦合处理：将混凝沉淀池出水调节pH为7.0，通入电磁异相催化耦合反应器(图1所示)处理30min；所述电磁异相催化耦合反应器为无顶圆柱，器壁(图1中1)为石英玻璃材质，反应器外部分布有均匀缠绕的通电螺旋线圈(图1中2)，反应器中心轴处设有钛棒阴极(图1中10)，沿反应器器壁设有卷筒状阳极(图1中3)，所述卷筒状阳极、钛棒阴极分别与直流电源(图1中11)的正负极连接，反应器下方高于反应器底部一段距离处设有支撑板(图1中9)，支撑板可拆卸固定在反应器壁上，并贯穿卷筒状阳极，卷筒状阳极内部与反应器下部支撑层上方构成的空腔内填充有负载催化剂的电磁微球(图1中4)，反应器底部设有曝气装置(图1中8)、进水管(图1中5)及出水管(图1中6)，曝气装置连接鼓风机(图1中7)；
S4、管式纳滤过滤器过滤：将电磁异相催化耦合反应器出水经管式纳滤过滤器过滤，出水取样检测水质。
进一步地，步骤S1所述吸油刷为长条板状，基材为环氧树脂，表面均匀包裹一层颗粒状聚甲基丙烯酸酯高吸油树脂。
进一步地，步骤S2中所述混凝剂为聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁、粉煤灰按质量配比1:3:1混合得到。
进一步地，步骤S3中所述支撑板为包括支撑板外环(图2中9-1)和支撑板本体(图2中9-2)，二者为同心圆形，支撑板本体通过四个相互间呈90°分布的连接条(图2中9-5)与支撑板外环连接，其余部分镂空，支撑板外环水平可拆卸嵌在电磁异相催化氧化耦合反应器的器壁内，支撑板本体直径与卷筒状阳极的直径相同，并贯穿卷筒状阳极，支撑板本体为石英玻璃材质，上下表面均镀有ITO导电薄膜(图2中9-4)，支撑板本体上均匀分布有正三角形筛孔(图2中9-3)；所述正三角形筛孔的外接圆直径为2mm，所述负载催化剂的电磁微球的直径为2～5mm。
进一步地，步骤S3中所述卷筒状阳极为表面镀有金刚石薄膜的多孔钛网，采用微波等离子体辅助化学气相沉积工艺制备得到。
进一步地，步骤S3中所述负载催化剂的电磁微球为CeCl3掺杂聚苯胺包覆Co-Fe3O4微球，其制备方法如下：①将Fe3O4分散于蒸馏水中，然后将水合肼、NaOH溶液和PVP依次加入，50℃水浴条件下通过微量注射泵将CoCl2·6H2O缓慢滴加进去，滴加完毕后，继续反应4h，磁性分离、干燥得到Co-Fe3O4微球；②将Co-Fe3O4微球在Na2CO3溶液中分散，离心分离、干燥后研磨，再将干燥后的粉末分散到盐酸中，加入苯胺和CeCl3，冰水浴及剧烈搅拌下加入(NH4)2S2O8，充分反应16h，磁性分离，蒸馏水分散，重复多次，之后将产物加入水合肼与蒸馏水的混合液中，60℃水浴反应，磁性分离、干燥即得CeCl3掺杂聚苯胺包覆Co-Fe3O4微球。
进一步地，步骤S4中所述管式过滤器的膜填料为壳聚糖-海藻酸钙氧化锌凝胶，其制备方法为：首先用硅烷偶联剂APTES对纳米氧化锌进行修饰，然后将修饰后的纳米氧化锌分散在去离子水中，加入壳聚糖和海藻酸钠，加热溶解得混合凝胶，然后将混合凝胶逐滴加入氯化钙溶液中，充分交联后过滤、去离子水冲洗即得。
实施例1进水和处理后出水各项指标检测结果及去除率如下表2所示：
表2实施例1处理结果
| 指标 | 进水 | 出水 | 去除率 |
| 浊度(NTU) | 64.5 | 0.20 | 99.7％ |
| COD(mg/L) | 860 | 0.75 | 99.9％ |
| 石油类(mg/L) | 32.9 | 0.004 | 99.9％ |
| 氨氮(mg/L) | 48 | 0.51 | 99.0％ |
| 汞(mg/L) | 0.245 | 0.0003 | 99.9％ |
| 镉(mg/L) | 0.525 | 0.0005 | 99.9％ |
| 苯系物(mg/L) | 2.104 | 0.0057 | 99.7％ |
实施例2
一种饮用水突发性油类污染的水处理方法，包括以下步骤：
S1、气浮吸油：将油类污染的水通入气浮池，气浮池入口设置有并排的输送油类污染水的管道和输送微泡水的管道，气浮池内设置有可旋转的微泡水释放器及若干个位置从低到高的可吸附油污染物的吸油刷，所述吸油刷可自转；
S2、活性炭-混凝联用：将气浮池出水通入混凝沉淀池，加入粉末活性炭及粉末活性炭质量2.5倍的混凝剂，混凝pH值为6.0，混凝转速为300r/min；
S3、电磁异相催化耦合处理：将混凝沉淀池出水调节pH为7.5，通入电磁异相催化耦合反应器处理45min；所述电磁异相催化耦合反应器为无顶圆柱，器壁为石英玻璃材质，反应器外部分布有均匀缠绕的通电螺旋线圈，反应器中心轴处设有钛棒阴极，沿反应器器壁设有卷筒状阳极，所述卷筒状阳极、钛棒阴极分别与直流电源的正负极连接，反应器下方高于反应器底部一段距离处设有支撑板，支撑板可拆卸固定在反应器壁上，并贯穿卷筒状阳极，卷筒状阳极内部与反应器下部支撑层上方构成的空腔内填充有负载催化剂的电磁微球，反应器底部设有曝气装置、进水管及出水管，曝气装置连接鼓风机；
S4、管式纳滤过滤器过滤：将电磁异相催化耦合反应器出水经管式纳滤过滤器过滤，出水取样检测水质。
进一步地，步骤S1所述吸油刷为长条板状，基材为环氧树脂，表面均匀包裹一层颗粒状聚甲基丙烯酸酯高吸油树脂。
进一步地，步骤S2中所述混凝剂为聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁、粉煤灰按质量配比1:3:1混合得到。
进一步地，步骤S3中所述支撑板为包括支撑板外环和支撑板本体，二者为同心圆形，支撑板本体通过四个相互间呈90°分布的连接条与支撑板外环连接，其余部分镂空，支撑板外环水平可拆卸嵌在电磁异相催化氧化耦合反应器的器壁内，支撑板本体直径与卷筒状阳极的直径相同，并贯穿卷筒状阳极，支撑板本体为石英玻璃材质，上下表面均镀有ITO导电薄膜，支撑板本体上均匀分布有正三角形筛孔；所述正三角形筛孔的外接圆直径为2mm，所述负载催化剂的电磁微球的直径为2～5mm。
进一步地，步骤S3中所述卷筒状阳极为表面镀有金刚石薄膜的多孔钛网，采用微波等离子体辅助化学气相沉积工艺制备得到。
进一步地，步骤S3中所述负载催化剂的电磁微球为CeCl3掺杂聚苯胺包覆Co-Fe3O4微球，其制备方法如下：①将Fe3O4分散于蒸馏水中，然后将水合肼、NaOH溶液和PVP依次加入，50℃水浴条件下通过微量注射泵将CoCl2·6H2O缓慢滴加进去，滴加完毕后，继续反应5h，磁性分离、干燥得到Co-Fe3O4微球；②将Co-Fe3O4微球在Na2CO3溶液中分散，离心分离、干燥后研磨，再将干燥后的粉末分散到盐酸中，加入苯胺和CeCl3，冰水浴及剧烈搅拌下加入(NH4)2S2O8，充分反应18h，磁性分离，蒸馏水分散，重复多次，之后将产物加入水合肼与蒸馏水的混合液中，60℃水浴反应，磁性分离、干燥即得CeCl3掺杂聚苯胺包覆Co-Fe3O4微球。
进一步地，步骤S4中所述管式过滤器的膜填料为壳聚糖-海藻酸钙氧化锌凝胶，其制备方法为：首先用硅烷偶联剂APTES对纳米氧化锌进行修饰，然后将修饰后的纳米氧化锌分散在去离子水中，加入壳聚糖和海藻酸钠，加热溶解得混合凝胶，然后将混合凝胶逐滴加入氯化钙溶液中，充分交联后过滤、去离子水冲洗即得。
实施例2进水和处理后出水各项指标检测结果及去除率如下表3所示：
表3实施例2处理结果
| 指标 | 进水 | 出水 | 去除率 |
| 浊度(NTU) | 69.7 | 0.15 | 99.8％ |
| COD(mg/L) | 855 | 0.83 | 99.9％ |
| 石油类(mg/L) | 30.4 | 0.005 | 99.9％ |
| 氨氮(mg/L) | 48 | 0.54 | 98.9％ |
| 汞(mg/L) | 0.282 | 0.0004 | 99.9％ |
| 镉(mg/L) | 0.0536 | 0.0006 | 98.9％ |
| 苯系物(mg/L) | 2.213 | 0.0059 | 99.7％ |
实施例3
一种饮用水突发性油类污染的水处理方法，包括以下步骤：
S1、气浮吸油：将油类污染的水通入气浮池，气浮池入口设置有并排的输送油类污染水的管道和输送微泡水的管道，气浮池内设置有可旋转的微泡水释放器及若干个位置从低到高的可吸附油污染物的吸油刷，所述吸油刷可自转；
S2、活性炭-混凝联用：将气浮池出水通入混凝沉淀池，加入粉末活性炭及粉末活性炭质量3倍的混凝剂，混凝pH值为6.0，混凝转速为400r/min；
S3、电磁异相催化耦合处理：将混凝沉淀池出水调节pH为8.0，通入电磁异相催化耦合反应器处理60min；所述电磁异相催化耦合反应器为无顶圆柱，器壁为石英玻璃材质，反应器外部分布有均匀缠绕的通电螺旋线圈，反应器中心轴处设有钛棒阴极，沿反应器器壁设有卷筒状阳极，所述卷筒状阳极、钛棒阴极分别与直流电源的正负极连接，反应器下方高于反应器底部一段距离处设有支撑板，支撑板可拆卸固定在反应器壁上，并贯穿卷筒状阳极，卷筒状阳极内部与反应器下部支撑层上方构成的空腔内填充有负载催化剂的电磁微球，反应器底部设有曝气装置、进水管及出水管，曝气装置连接鼓风机；
S4、管式纳滤过滤器过滤：将电磁异相催化耦合反应器出水经管式纳滤过滤器过滤，出水取样检测水质。
进一步地，步骤S1所述吸油刷为长条板状，基材为环氧树脂，表面均匀包裹一层颗粒状聚甲基丙烯酸酯高吸油树脂。
进一步地，步骤S2中所述混凝剂为聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁、粉煤灰按质量配比1:3:1混合得到。
进一步地，步骤S3中所述支撑板为包括支撑板外环和支撑板本体，二者为同心圆形，支撑板本体通过四个相互间呈90°分布的连接条与支撑板外环连接，其余部分镂空，支撑板外环水平可拆卸嵌在电磁异相催化氧化耦合反应器的器壁内，支撑板本体直径与卷筒状阳极的直径相同，并贯穿卷筒状阳极，支撑板本体为石英玻璃材质，上下表面均镀有ITO导电薄膜，支撑板本体上均匀分布有正三角形筛孔；所述正三角形筛孔的外接圆直径为2mm，所述负载催化剂的电磁微球的直径为2～5mm。
进一步地，步骤S3中所述卷筒状阳极为表面镀有金刚石薄膜的多孔钛网，采用微波等离子体辅助化学气相沉积工艺制备得到。
进一步地，步骤S3中所述负载催化剂的电磁微球为CeCl3掺杂聚苯胺包覆Co-Fe3O4微球，其制备方法如下：①将Fe3O4分散于蒸馏水中，然后将水合肼、NaOH溶液和PVP依次加入，50℃水浴条件下通过微量注射泵将CoCl2·6H2O缓慢滴加进去，滴加完毕后，继续反应6h，磁性分离、干燥得到Co-Fe3O4微球；②将Co-Fe3O4微球在Na2CO3溶液中分散，离心分离、干燥后研磨，再将干燥后的粉末分散到盐酸中，加入苯胺和CeCl3，冰水浴及剧烈搅拌下加入(NH4)2S2O8，充分反应20h，磁性分离，蒸馏水分散，重复多次，之后将产物加入水合肼与蒸馏水的混合液中，60℃水浴反应，磁性分离、干燥即得CeCl3掺杂聚苯胺包覆Co-Fe3O4微球。
进一步地，步骤S4中所述管式过滤器的膜填料为壳聚糖-海藻酸钙氧化锌凝胶，其制备方法为：首先用硅烷偶联剂APTES对纳米氧化锌进行修饰，然后将修饰后的纳米氧化锌分散在去离子水中，加入壳聚糖和海藻酸钠，加热溶解得混合凝胶，然后将混合凝胶逐滴加入氯化钙溶液中，充分交联后过滤、去离子水冲洗即得。
实施例3进水和处理后出水各项指标检测结果及去除率如下表4所示：
表4实施例3处理结果
从表2～4可以看到，采用本发明实施例1～3的水处理方法对某河段受突发性石油污染后收集的受污染水进行处理，污染物去除率均在99％以上，各项指标均符合饮用水标准。
对比例1
除步骤S3电磁异相催化耦合反应器的支撑板本体表面未镀ITO导电薄膜外，其余同实施例2。
对比例1进水水质同实施例2，处理后出水各项指标检测结果及去除率如下表5所示：
表5对比例1处理结果
| 指标 | 进水 | 出水 | 去除率 |
| 浊度(NTU) | 69.7 | 1.02 | 98.5％ |
| COD(mg/L) | 855 | 218 | 74.5％ |
| 石油类(mg/L) | 30.4 | 7.4 | 75.7％ |
| 氨氮(mg/L) | 48 | 7.21 | 85.0％ |
| 汞(mg/L) | 0.282 | 0.0533 | 81.1％ |
| 镉(mg/L) | 0.0536 | 0.0168 | 68.7％ |
| 苯系物(mg/L) | 2.213 | 0.937 | 57.7％ |
对比例2
除步骤S3电磁异相催化耦合反应器的支撑板本体上均匀分布的筛孔为直径2mm的圆形筛孔，所用负载催化剂的电磁微球直径为3～5mm外，其余同实施例2。
对比例2进水水质同实施例2，处理后出水各项指标检测结果及去除率如下表6所示：
表6对比例2处理结果
对比例3
除步骤S3中所用电磁微球未负载CeCl3催化剂外，其余同实施例2。
对比例3进水水质同实施例2，处理后出水各项指标检测结果及去除率如下表7所示：
表7对比例3处理结果
| 指标 | 进水 | 出水 | 去除率 |
| 浊度(NTU) | 69.7 | 0.89 | 98.7％ |
| COD(mg/L) | 855 | 56 | 93.5％ |
| 石油类(mg/L) | 30.4 | 2.1 | 93.1％ |
| 氨氮(mg/L) | 48 | 4.7 | 90.2％ |
| 汞(mg/L) | 0.282 | 0.0195 | 93.1％ |
| 镉(mg/L) | 0.0536 | 0.0043 | 92.0％ |
| 苯系物(mg/L) | 2.213 | 0.1124 | 94.9％ |
对比例4
除步骤S3中所用电磁微球未采用聚苯胺包覆外，其余同实施例2。
对比例4进水水质同实施例2，处理后出水各项指标检测结果及去除率如下表8所示：
表8对比例4处理结果
| 指标 | 进水 | 出水 | 去除率 |
| 浊度(NTU) | 69.7 | 1.63 | 97.7％ |
| COD(mg/L) | 855 | 94 | 89.0％ |
| 石油类(mg/L) | 30.4 | 4.1 | 86.5％ |
| 氨氮(mg/L) | 48 | 5.3 | 89.0％ |
| 汞(mg/L) | 0.282 | 0.0227 | 92.0％ |
| 镉(mg/L) | 0.0536 | 0.0065 | 87.9％ |
| 苯系物(mg/L) | 2.213 | 0.1438 | 93.5％ |
从表5～8可知，对比例1～4对与实施例2相同水质进行处理后，出水水质均不及实施例2。表明本发明提供的饮用水突发性油类污染的水处理方法中步骤S3为关键步骤，支撑板本体表面未镀ITO导电薄膜、筛孔变为直径2mm的圆形筛孔、电磁微球未负载CeCl3催化剂、电磁微球未采用聚苯胺包覆，这些结构及组分的改变造成步骤S3处理相同时间的情况下，出水水质大幅下降，后续管式过滤器的负荷过大，使得出水水质有明显下降。这也表明本发明各步骤及所用各组分间紧密联系，相互协同，步骤的缺失或所用组分的改变都会对最终出水水质产生较大的影响。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种饮用水突发性油类污染的水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、气浮吸油：将油类污染的水通入气浮池，气浮池入口设置有并排的输送油类污染水的管道和输送微泡水的管道，气浮池内设置有可旋转的微泡水释放器及若干个位置从低到高的可吸附油污染物的吸油刷，所述吸油刷可自转；
S2、活性炭-混凝联用：将气浮池出水通入混凝沉淀池，加入粉末活性炭及粉末活性炭质量2~3倍的混凝剂，混凝pH值为6.0，混凝转速为100~400 r/min；
S3、电磁异相催化耦合处理：将混凝沉淀池出水调节pH为7~8，通入电磁异相催化耦合反应器处理30~60 min；所述电磁异相催化耦合反应器为无顶圆柱，器壁为石英玻璃材质，反应器外部分布有均匀缠绕的通电螺旋线圈，反应器中心轴处设有钛棒阴极，沿反应器器壁设有卷筒状阳极，所述卷筒状阳极、钛棒阴极分别与直流电源的正负极连接，反应器下方高于反应器底部一段距离处设有支撑板，支撑板可拆卸固定在反应器壁上，并贯穿卷筒状阳极，卷筒状阳极内部与反应器下部支撑层上方构成的空腔内填充有负载催化剂的电磁微球，所述负载催化剂的电磁微球为CeCl3掺杂聚苯胺包覆Co-Fe3O4微球，反应器底部设有曝气装置、进水管及出水管，曝气装置连接鼓风机；
S4、管式纳滤过滤器过滤：将电磁异相催化耦合反应器出水经管式纳滤过滤器过滤，出水取样检测水质。
2.根据权利要求1所述的饮用水突发性油类污染的水处理方法，其特征在于，步骤S1所述吸油刷为长条板状，基材为环氧树脂，表面均匀包裹一层颗粒状聚甲基丙烯酸酯高吸油树脂。
3.根据权利要求1所述的饮用水突发性油类污染的水处理方法，其特征在于，步骤S2中所述混凝剂为聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁、粉煤灰按质量配比1:3:1混合得到。
4.根据权利要求1所述的饮用水突发性油类污染的水处理方法，其特征在于，步骤S3中所述支撑板为包括支撑板外环和支撑板本体，二者为同心圆形，支撑板本体通过四个相互间呈90°分布的连接条与支撑板外环连接，其余部分镂空，支撑板外环水平可拆卸嵌在电磁异相催化氧化耦合反应器的器壁内，支撑板本体直径与卷筒状阳极的直径相同，并贯穿卷筒状阳极，支撑板本体为石英玻璃材质，上下表面均镀有ITO导电薄膜，支撑板本体上均匀分布有正三角形筛孔；所述正三角形筛孔的外接圆直径为2 mm，所述负载催化剂的电磁微球的直径为2~5 mm。
5.根据权利要求1所述的饮用水突发性油类污染的水处理方法，其特征在于，步骤S3中所述卷筒状阳极为表面镀有金刚石薄膜的多孔钛网，采用微波等离子体辅助化学气相沉积工艺制备得到。
6.根据权利要求1所述的饮用水突发性油类污染的水处理方法，其特征在于，步骤S3中所述CeCl3掺杂聚苯胺包覆Co-Fe3O4微球的制备方法如下：①将Fe3O4分散于蒸馏水中，然后将水合肼、NaOH溶液和PVP依次加入，50 ℃水浴条件下通过微量注射泵将CoCl2▪6H2O缓慢滴加进去，滴加完毕后，继续反应4~6 h，磁性分离、干燥得到Co-Fe3O4微球；②将Co-Fe3O4微球在Na2CO3溶液中分散，离心分离、干燥后研磨，再将干燥后的粉末分散到盐酸中，加入苯胺和CeCl3，冰水浴及剧烈搅拌下加入(NH4)2S2O8，充分反应16~20h，磁性分离，蒸馏水分散，重复多次，之后将产物加入水合肼与蒸馏水的混合液中，60 ℃水浴反应，磁性分离、干燥即得CeCl3掺杂聚苯胺包覆Co-Fe3O4微球。
7.根据权利要求1所述的饮用水突发性油类污染的水处理方法，其特征在于，步骤S4中所述管式纳滤过滤器的膜填料为壳聚糖-海藻酸钙氧化锌凝胶，其制备方法为：首先用硅烷偶联剂APTES对纳米氧化锌进行修饰，然后将修饰后的纳米氧化锌分散在去离子水中，加入壳聚糖和海藻酸钠，加热溶解得混合凝胶，然后将混合凝胶逐滴加入氯化钙溶液中，充分交联后过滤、去离子水冲洗即得。
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