专利名称：一种采用零价铁屑作为载体的污水处理方法
技术领域：
本发明属环保技术领域，具体涉及一种采用零价铁屑作为载体的污水处理方法。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，很多新兴的难降解有机污染物被排入水体，这些污染物很多都具有内分泌干扰性能，有些毒性很高，且能在生物体中富集。因此，它们对环境的影响不容忽视，探索一种有效的去除内分泌干扰物等难降解有机污染物高效低耗的方法势在必行。传统的高级氧化工艺(AOPs)能产生0H·活性自由基，已被证明能去除污水中的难降解有机污染物(Oh et al. , 2002; Watanabe et al. , 2003; Chin et al. , 2004;Neamtu et al.，2006)。但是传统AOPs中的0H·在水中分散距离过小，对有机污染物的降 解效率较低。活性自由基SO厂的氧化还原电位(2. 6V)与0H·相似(2. 7V) (Latimer, 1952)，SOf在水中比0Η·更稳定,分散距离更大(Crimi and Taylor, 2007)。已有文献报道,SOf能有效降解地表水中的有机污染物TCE(Liang et al. , 2004; Cao et al. , 2008)。而零价铁在自然界中含量丰富，价格低廉，在高级氧化工艺中起到非常重要的作用(Mazellierand Bolte, 1997)。本发明以零价铁屑作为载体，采用Fe°激活S2082_产生SO厂，氧化去除污水中的难降解有机污染物，提高了污染物的去除率及矿化率；自动控制进水、进料、搅拌、出水等程序，确保了操作的方便和安全。
发明内容
针对传统高级氧化工艺(AOPs)中0H·在水中分散距离过小，对有机污染物的降解效率较低等问题，本发明的目的在于提出一种操作方便、安全、污染物降解效率高、不易产生二次污染的污水处理方法。本发明中，零价铁屑投加至改进型序批式反应器中，让铁屑处于厌氧隔离空气的环境条件下，减缓铁锈的生成速度，确保了铁屑与K2S2O8充分反应，生成更多的SO厂，氧化降解水中的难降解有机污染物；在密闭的反应器中，用时控器精确控制进水、投料、搅拌、沉淀、出水、排渣的时间，使处理后的污水达标排放；采用PE桨叶进行机械搅拌，让铁屑和K2S2O8反应产生的SO厂与有机污染物充分接触，同时在处理过程中不会产生二次污染。本发明提供的一种采用零价铁屑作为载体的污水处理方法，其具体步骤如下
1)进污水直至体积占反应器容量的2/3 4/5；
2)向反应器中投加铁屑后，边搅拌边投加K2S2O8，投加完毕后将容器密封，继续搅拌，反应O. 5h 1. 5h后，排水、排渣，其中投加的铁屑和K2S2O8的摩尔比为1/2 2/1。本发明中，步骤2)中投加铁屑的一维尺寸为I mm 10 mm，本发明中所用铁屑在使用前需酸洗活化。
本发明中，步骤2)中所述搅拌采用的搅拌桨叶采用聚乙烯材料。本发明中，进水、投料、搅拌、沉淀、出水、排渣的时间由时控器精确控制。本发明中，反应结束后，剩余的铁屑经沉淀后通过排渣口排出，回收后进行再利用。本发明中还提供了一种实现污水处理方法的反应器，其为改进型 序批式反应器，主要包括反应器主体和搅拌机，其中反应器主体为长方体结构，所用材料为石英玻璃，反应器主体的一侧上端设置进水口，下端设置出水口，在反应器主体的另一侧上端设置第一投料口，用于投加K2S2O8,下端设置排渣口，其中排渣口平面略低于出水口平面；反应容器在靠近第一投料口的上表面一端设置第二投料口，用于投加铁屑，在反应器的中线位置附近设置搅拌机，其搅拌桨叶采用聚乙烯材料，搅拌桨叶接近反应器底部，搅拌机电机位于反应器主体上端。本发明的有益效果是
(1)采用零价铁屑作为载体，反应器中投加适量的K2S2O8，产生SOf，水中的难降解有机污染物去除效率高；
(2)在密闭的反应器中，采用PE桨叶进行机械搅拌，让铁屑和K2S2O8反应产生的SOf与有机污染物充分接触，确保反应器中铁屑不被搅拌桨叶吸附、不易生锈；
(3)自动控制进水、进料、搅拌、出水等程序，反应结束后，剩余的铁屑通过排渣口排出，回收后进行再利用。处理后的污水不但达标排放，而且避免了传统高级氧化工艺易产生二次污染的问题。
图1是一种采用零价铁屑作为载体的污水处理装置示意图。图中标号1、搅拌机电机；2、铁屑投料口 ；3、K2S2O8投料口 ；4、排渣口 ；5、出水口 ；6、进水口 ；7、搅拌机浆叶。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。零价铁屑购自复旦大学药品仓库，其一维尺寸为I mm 10 mm。本发明中，采用零价铁屑作为载体的污水处理装置示意图如图1所示，其主要包括反应器主体和搅拌机,其中反应器主体为长方体结构,容积为4 L，所用材料为石英玻璃，反应器主体的一侧上端设置进水口，下端设置出水口，在反应器主体的另一侧上端设置第一投料口，用于投加K2S2O8,下端设置排渣口，其中排渣口平面略低于出水口平面；反应容器在靠近第一投料口的上表面一端设置第二投料口，用于投加铁屑，在反应器的中线位置附近设置搅拌机，其搅拌桨叶采用聚乙烯材料，搅拌桨叶接近反应器底部，搅拌机电机位于反应器主体上端。实施例1:
在本实施例中，改进型序批式反应器的容积为4 L，进污水直至体积占反应器容量的4/5。2，2-双(4-羟基苯基)丙烷(BPA)的初始浓度为18. 24 mg/L，加入K2S2O8的浓度为325mg/L，加入零价铁屑的量为150 mg。由时控器精确控制进水、投料、搅拌、沉淀、排水和排渣的时间。进污水3 min后，同时投加零价铁屑2 min，铁屑投加完成，进水即停止，开始搅拌；搅拌初始即投加K2S2O8,时间2 min ;搅拌60 min后,沉淀10 min,先排水3 min,后排洛2min ;总运行时间为80 min。运行后的出水结果为出水BPA浓度为O mg/L, BPA去除率为100%,污水中TOC去除率为80. 5%ο实施例2:
在本实施例中，改进型序批式反应器的容积为4 L，进污水直至体积占反应器容量的3/4。BPA的初始浓度为18. 24 mg/L，加入K2S2O8的浓度为325 mg/L，加入零价铁屑的量为230 mg ο由时控器精确控制进水、投料、搅拌、沉淀、排水和排洛的时间。进污水3 min后，同时投加零价铁屑2 min，铁屑投加完成，进水即停止，开始搅拌；搅拌初始即投加K2S2O8，时间2 min;搅拌45 min后，沉淀10 min,先排水3 min,后排洛2 min;总运行时间为65 min。运行后的出水结果为出水BPA浓度为O mg/L，BPA去除率为100%，污水中TOC去除率为85. 3%。实施例3
在本实施例中，改进型序批式反应器的容积为4 L，进污水直至体积占反应器容量的2/3。BPA的初始浓度为18. 24 mg/L，加入K2S2O8的浓度为325 mg/L，加入零价铁屑的量为250 mg,由时控器精确控制进水、投料、搅拌、沉淀、排水和排洛的时间。进污水3 min后，同时投加零价铁屑2 min，铁屑投加完成，进水即停止，开始搅拌；搅拌初始即投加K2S2O8，时间2 min ;搅拌30 min后，沉淀10 min,先排水3 min,后排洛2 min ;总运行时间为50 min。运行后的出水结果为出水BPA浓度为O mg/L，BPA去除率为100%，污水中TOC去除率为90. 6%。
权利要求
1.一种采用零价铁屑作为载体的污水处理方法，其特征在于，具体步骤如下1)进污水直至体积占反应器容量的2/3 4/5；2)向反应器中投加铁屑后，边搅拌边投加K2S2O8，投加完毕后将容器密封，继续搅拌， 反应O. 5 h 1. 5 h，沉淀后，排水、排洛；其中投加的铁屑和K2S2O8的物质的量比为1/2 2/1。
2.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于步骤2)中投加铁屑的一维尺寸为I mm 10 mm,铁屑在使用前酸洗活化。
3.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于步骤2)中搅拌时采用的搅拌桨叶采用聚乙烯材料。
4.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于进污水、投料、搅拌、沉淀、出水、 排渣的时间由时控器精确控制。
全文摘要
本发明属于环保技术领域，具体为一种采用零价铁屑作为载体的污水处理方法。本发明以零价铁屑作为载体，在反应器中投加适量的K2S2O8，产生SO4- ，氧化降解水中的难降解有机污染物，克服了传统高级氧化工艺中采用的OH 在水中分散距离过小，有机污染物降解率较低的问题；在密闭的反应器中，用时控器精确控制进水、投料、搅拌、沉淀、出水、排渣的时间，采用聚乙烯(PE)桨叶进行机械搅拌，让铁屑和K2S2O8反应产生的SO4- 与有机污染物充分接触，处理后的污水不但达标排放，且不易产生二次污染，其运行安全可靠。
文档编号C02F1/72GK102992467SQ20121052623
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者李洪静, 蒋晓璇, 张志坚, 公平, 袁海霞, 董文博 申请人:复旦大学