CN115974258B

CN115974258B - 一种去除水体中腐殖酸的方法

Info

Publication number: CN115974258B
Application number: CN202310037841.9A
Authority: CN
Inventors: 李燕; 刘一琦; 丁磊; 李凌
Original assignee: Anhui University of Technology AHUT
Current assignee: Anhui University of Technology AHUT
Priority date: 2023-01-10
Filing date: 2023-01-10
Publication date: 2023-10-17
Anticipated expiration: 2043-01-10
Also published as: CN115974258A

Abstract

本发明公开了一种去除水体中腐殖酸的方法，涉及水处理技术领域。本发明所述方法以过一硫酸盐为氧化剂，以可见光或紫外光作为活化源，向水体中投加MIEX树脂进行反应。应用本发明所述方法去除水体中腐殖酸，在可见光条件下，VI/MIEX/PMS体系耦合强化吸附工艺，对HA具有较高的去除效果，可适用于大范围水处理环境，去除效率可达60％以上。在紫外光条件下，UV/MIEX/PMS体系可适用于中小型快速水处理工艺，同时可应对中小范围的水源水突发性HA污染，去除效率可达90％以上。

Description

一种去除水体中腐殖酸的方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种去除水体中腐殖酸的方法。

背景技术

水资源是人类生存之本，水体污染则是当今亟待解决的重大卫生危机之一。

随着工农业化进程的加快，未经处理的有机废水被大量排放，导致地表水和地

下水体污染严重，已经严重威胁到人类和动物的健康。饮用水处理过程中，腐殖酸（HA）类天然有机物的去除成为了基础性难题。天然有机物（NOM）的存在不仅会导致天然水体的水质变化，更会使得天然水体的水环境被破坏。

通过研究者们的研究发现，HA本身不仅有生物毒性，且与其他物质发生结合后会导一系列的水资源问题。而目前的工艺对HA的去除较差，且容易导致混凝剂、消毒剂以及消毒副产物超标等二次污染。刘洋使用O₃-AC工艺去除太湖水中31.92%的有机碳（DOC）。单独使用臭氧处理黄河水中的天然有机物，去除效果仅为16.6%。不论是单独氧化，还是常用的耦合工艺，NOM的去除效果均不理想。这是因为HA作为一种天然高分子有机物，其分子量的分布极为广泛，难以使用单独的去除工艺达到较好的去除效果。但高级氧化技术可以使得HA由大分子转化成小分子物质，再通过吸附剂吸附去除。过一硫酸氢钾（PMS）为过氧酸盐的一种，具有较强的氧化性，但由于氧化副产物及催化剂的毒性，常规的过氧酸盐氧化很少用于饮用水处理中。因此，寻求新型、高效和绿色的过氧酸盐工艺去除水源水中的HA类天然有机物，保障饮用水的水质安全是极其有必要的。

目前针对水源水的水质不尽相同，有小范围的农村水源水处理，也有小型水厂水源水处理，当然也存在大型水库，水厂的水源水处理。但很少有专门针对不同水源环境进行设计的绿色，操作简单，效果较好的水处理方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种去除水体中腐殖酸的方法，本发明所述方法可以高效去除水体中的腐殖酸，并且适用于不同水质的水源水。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种去除水体中腐殖酸的方法，以过一硫酸盐为氧化剂，以可见光或紫外光作为活化源，向水体中投加MIEX树脂进行反应。

优选的，当所述活化源为可见光时，所述过一硫酸盐的浓度为0.625~5.0mmol/L。

优选的，当所述活化源为可见光时，所述MIEX树脂的加入量为1.0~4.0ml/L。

优选的，当所述活化源为可见光时，所述水体的温度为288~318K。

优选的，当所述活化源为紫外光时，所述过一硫酸盐的浓度为0.083~3.32mmol/L。

优选的，当所述活化源为紫外光时，所述MIEX树脂的加入量为1.0~4.0ml/L。

优选的，当所述活化源为紫外光时，所述水体的温度为283~313K。

优选的，所述反应时间为90~120min；所述水体pH为3~11。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种去除水体中腐殖酸的方法，本发明所述方法以过一硫酸盐为氧化剂，以可见光或紫外光作为活化源，向水体中投加MIEX树脂进行反应。应用本发明所述方法去除水体中腐殖酸，在可见光条件下，VI/MIEX/PMS体系耦合强化吸附工艺，对HA具有较高的去除效果，可适用于大范围水处理环境，去除效率可达60%以上。在紫外光条件下，UV/MIEX/PMS体系可适用于中小型快速水处理工艺，同时可应对中小范围的水源水突发性HA污染，去除效率可达90%以上。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

本发明提供了一种去除水体中腐殖酸的方法，以过一硫酸盐为氧化剂，以可见光或紫外光作为活化源，向水体中投加MIEX树脂进行反应。

在本发明中，所述过一硫酸盐优选为过一硫酸氢钾。

在本发明中，当所述活化源为可见光时，所述过一硫酸盐的浓度优选为0.625~5.0mmol/L，更优选为2.5mmol/L。

在本发明中，当所述活化源为可见光时，所述MIEX树脂的加入量优选为1.0~4.0ml/L，更优选为2.5ml/L。

在本发明中，当所述活化源为可见光时，所述水体的温度优选为288~318K，更优选为318K。

在本发明中，当所述活化源为紫外光时，所述过一硫酸盐的浓度优选为0.083~3.32mmol/L，更优选为1.67mmol/L。

在本发明中，当所述活化源为紫外光时，所述MIEX树脂的加入量优选为1.0~4.0ml/L，更优选为2.5ml/L。

在本发明中，当所述活化源为紫外光时，所述水体的温度优选为283~313K，更优选为298K。

在本发明中，所述反应时间优选为90~120min；所述水体pH为3~11。在本发明中，当所述活化源为可见光时，所述水体pH优选为6~8，当所述活化源为紫外光时，所述水体pH优选为6~7。

SO₄ ^2-作为饮用水处理过程中常见的无机离子，《生活饮用水标准》（GB5749-2006）其盐类浓度（mg/L）≤250，SO₄ ^2-浓度过高会导致人腹泻、脱水和胃肠道紊乱。而在本发明所述反应体系中，SO₄ ^2-作为主要副产物。本发明中，VI/MIEX/PMS体系降解HA过程中SO₄ ^2-的去除率达到77.83%。UV/MIEX/PMS体系降解HA过程中SO₄ ^2-去除率达到82.62%。

为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

选取DOC浓度作为表征溶液中HA的浓度，在本次试验中DOC的测定使用TOC-L(日本岛津公司)总有机碳分析仪测试溶液中的溶解有机碳含量（DOC）来表征溶液中的HA浓度。进样前pH均调至3.0左右，并使用0.45μm的水性滤头过滤。

去除效率以t时间时HA溶液的浓度（Ct）和初始HA浓度（C0）的比值作为去除率指标，如式（a）所示。

去除效率=Ct/C0（a）

取初始HA浓度（C0）为10mg/L的溶液，调节水体pH为7.0，水温为298K，在可见光条件下投加PMS和MIEX树脂，PMS浓度为2.5mmol/L，MIEX树脂的加入量为1.0ml/L，搅拌均匀后反应90min，测得Ct为7.12 mg/L。HA的去除效率为33.3%。

实施例2

同实施例1，区别在于，MIEX树脂的加入量为2.5ml/L，测得Ct为5.67 mg/L。HA的去除效率为52.9%。

实施例3

同实施例1，区别在于，MIEX树脂的加入量为4.0ml/L，测得Ct为4.95 mg/L。HA的去除效率为59.4%。

实施例4

同实施例2，区别在于，PMS浓度为0.0625mmol/L，测得Ct为6.892 mg/L。HA的去除效率为24.4%。

实施例5

同实施例2，区别在于，PMS浓度为3.75mmol/L，测得Ct为5.09 mg/L。HA的去除效率为51.2%。

实施例6

同实施例2，区别在于，PMS浓度为5.0mmol/L，测得Ct为4.93 mg/L。HA的去除效率为51.6%。

实施例7

同实施例2，区别在于，pH为3，测得Ct为3.78 mg/L。HA的去除效率为61.6%。

实施例8

同实施例2，区别在于，pH为11，测得Ct为4.97 mg/L。HA的去除效率为49.4%。

实施例9

对于HA浓度和去除效率的测定同实施例1。

取初始HA浓度（C0）为10mg/L的溶液，调节水体pH为7.0，水温为298K，在紫外光光条件下投加PMS和MIEX树脂，PMS浓度为1.67mmol/L，MIEX树脂的加入量为1.0ml/L，搅拌均匀后反应120min，测得Ct为4.31 mg/L。测定HA的去除效率。

实施例10

同实施例9，区别在于，MIEX树脂的加入量为2.5ml/L，测得Ct为2.48 mg/L。HA的去除效率为89.61%。

实施例11

同实施例9，区别在于，MIEX树脂的加入量为4.0ml/L，测得Ct为2.42 mg/L。HA的去除效率为90.02%。

实施例12

同实施例10，区别在于，PMS浓度为0.083mmol/L，测得Ct为3.92 mg/L。HA的去除效率为72.76%。

实施例13

同实施例10，区别在于，PMS浓度为2.49mmol/L，测得Ct为2.87 mg/L。HA的去除效率为85.04%。

实施例14

同实施例10，区别在于，PMS浓度为3.32mmol/L，测得Ct为2.98 mg/L。HA的去除效率为83.78%。

实施例15

同实施例10，区别在于，pH为3，测得Ct为2.30 mg/L。HA的去除效率为91.71%。

实施例16

同实施例10，区别在于，pH为9，测得Ct为2.57 mg/L。HA的去除效率为88.55%。

实施例17

同实施例10，区别在于，pH为11，测得Ct为2.37 mg/L。HA的去除效率为90.88%。

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本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

1.一种去除水体中腐殖酸的方法，其特征在于，以过一硫酸盐为氧化剂，以可见光作为活化源，向水体中投加MIEX树脂进行反应；

所述过一硫酸盐的浓度为0.625～5.0mmol/L；所述MIEX树脂的加入量为1.0～4.0ml/L；

所述水体pH为6～8。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述活化源为可见光时，所述水体的温度为288～318K。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应时间为90～120min。