一种去除景观水体颜色的方法
【专利摘要】本发明属水处理环境【技术领域】，具体涉及一种综合利用混凝剂、氧化剂和稳定剂去除景观水体颜色的方法，其步骤为：1）采集富含腐殖酸的水样；2）将原水样稀释至色度107~100，并调节pH为7.5~9.0；3）向溶液中添加硫酸铝10~15g/L，搅拌后静置沉淀；4）步骤3）中的溶液添加水样体积15~20‰的30%（v/v）过氧化氢溶液和13g/L硅酸钠，快速搅拌后静置沉淀9~11h；5）取上清液，用分光光度计在370nm波长下测定水样的色度。该方法简单易行，操作方便，色度去除率较高，处理后的水体色度已达景观娱乐用水标准，同时还能够有效的去除水体中因腐殖酸引起的酸臭味以及高浊度，不会引起二次污染。
【专利说明】一种去除景观水体颜色的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水处理环境【技术领域】，更具体涉及一种去除景观水体颜色的方法，综合运用了物理和化学的处理方法，适用于景区内池塘、溪流、沟渠等流动缓慢水体，去除水体中因长期落叶等浸泡产生的腐殖酸颜色。
【背景技术】
[0002]景观水体由于其流动性差、水域面积小、自净能力低，进入水体中的落叶、垃圾及生活污水等极易在水体中发生腐烂、扩散、溶解、沉淀等作用，产生大量的有机污染物，特别是腐殖酸(Humic Acid, HA)。腐殖酸是天然水体中有机物的主要成分之一，占水体总有机物的50%~90%。大多数淡水中腐殖酸含量为fl2 mg/L。腐殖酸是有机高分子聚合物，其在景观水体中含量大、浓度高。研究表明，在酸性条件下，腐殖酸溶解度低，水体呈浅黄色；在中性和碱性条件下，腐殖酸溶解度高，水体颜色呈深褐色。因此，水体腐殖酸含量愈高，水质状况愈差，颜色就越深、味道越臭，极大降低了景区的观赏指数和怡情指数。
[0003]目前，关于富含腐殖酸水体颜色去除的研究较少，但关于腐殖酸的去除研究却很多。但一直以来，传统的方法工艺均不能达到良好的去除效果。强化混凝法，可在常规混凝的基础上给予改进，但该法促使水厂泥量增大，为后续处理带来难题，且对PH值有较高要求。活性炭法，该法单独应用效果并不理想，需要和其它工艺相组合，并且需要考虑活性炭的再生问题。生物预处理法则要培养相应的微生物进行生物降解，该法对水力负荷、PH值、温度和曝气量要求较高，相比之下，其去除率较低。光催化氧化法处理含腐殖酸源水，若采用紫外光照射，则成本昂贵 ；若采用太阳光照射，则太阳光的利用效能低，而且太阳光的紫外辐射度还受昼夜、季节和天气变化的影响，使得光催化氧化处理源水中的腐殖酸的应用受到限制。臭氧氧化法，臭氧是仅次于氟的强氧化剂，但它需要现场发生，因此运行费用较高。因此总体而言,直接去除腐殖酸所需的成本和工艺都比较复杂或需要较昂贵的成本。而对于景观水体，只要达到景观娱乐用水标准(低于25个色度单位)即可，因此可通过物理和化学综合的方法直接去除水体颜色，这样可节省大量的人力、物力和财力。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种去除景观水体颜色的方法。方法简单易行，操作方便，有效去除景观水体因长期落叶等浸泡而产生的深褐色。
[0005]为了达到上述目的，本发明采用了以下技术措施:
一种去除景观水体颜色的方法，其步骤是:
1)采集池塘、溪流、沟渠等富含腐殖酸的景观水体中的水样，测定水体初始色度；
2)向1000L的搅拌池中注入一定量的池塘、溪流、沟渠等景观水体中的水将自来水注入搅拌池，稀释至水体的色度为107~100 ；
如果初始水体色度低于107，可直接进行步骤3)，如果初始水体色度大于107，则加自来水稀释；3)测定稀释后的水体pH值；用氢氧化钠(NaOH)调节搅拌池内的水体pH值在7.5^9.0范围内；
一般情况下1000L水每升高0.1 pH值投加l.0g NaOH ；
4)往搅拌池内添加10~15g/L硫酸铝(Al2 (SO4)3.18H20),以200 r/min的速度搅拌2~3 min，再以50 r/min的速度搅拌14~16 min，常温(15~25°C，以下相同)下静置沉淀15~20min ；
5)再往搅拌池中加入搅拌池水体积(15~20)%。的30% (v/v)过氧化氢溶液(H2O2),同时添加1(T15 g/L的硅酸钠(Na2SiO3.9Η20)，快速搅拌至硅酸钠全部溶解，常温下静置沉淀9~11 h ；
6)检验颜色去除效果:取表层水，测定色度，看是否低于国家景观娱乐用水水质标准(GB12941-91)所要求的25色度单位。[0006]所述的色度测定方法为:在钼钴标准比色法(与GBl 1903-89等效)的基础上，采用分光光度法在最适宜波长370 nm下测定其吸光度，根据标准曲线(通过500度钼钴标准贮备液逐级稀释得出)计算色度。
[0007]本发明选用金属盐类混凝剂硫酸铝对该水体进行强化混凝作用，向含腐殖酸的水体中投加一定量的硫酸铝后，铝盐与腐殖酸间可形成溶解性的Al-HA络合物，然后它们之间相互连接形成不溶解的架桥络合物，这些物质可作为形成大絮体的核，从而达到去除水体中腐殖酸的效果。
[0008]本发明选用H2O2对该水体进行氧化漂白以达到去除水色的效果，反应机理可归纳为如下两点:
1=H2O2与腐殖酸反应可以产生具有强氧化性的.0H自由基，.0H自由基与腐殖酸发生自由基链反应，而最终使腐殖酸变为小分子直至C02、H2O2和无机酸。腐殖酸在.0H作用下的链反应非常复杂，可归纳为如下反应腐殖酸+.0H小分子。该反应对腐殖酸的分解和色度的去除有较好的效果；
2=H2O2的漂白反应，在一定的pH条件下，H2O2可发生如下分解反应:
H2O2 — H + HO2-;
HO2 — H.+ O22 ；
022_离子具有较强的氧化性，能够破坏物质的发色基团，从而达到漂白效果。
[0009]由于过氧化氢是一种二元弱酸，比较容易分解，为了降低其无效分解，故在反应过程中需要加入一定量的稳定剂，本发明采用硅酸钠作为稳定剂。硅酸钠可屏蔽铁、锰离子，吸附钙、镁等重金属离子而使它们失去对H2O2的分解作用，并且可以吸附杂质，从而起到稳定作用。硅酸钠除用作稳定剂外，也是碱性很强的碱剂，可以起到调节溶液PH值的作用。
[0010]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
1)选用硫酸铝作混凝剂，可长期沉降于底泥中，也可以移出专业处理，可以避免由氯离子带来的二次污染，降低工艺成本；
2)选用硅酸钠作为过氧化氢漂白的稳定剂，可以屏蔽铁、锰离子，吸附钙、镁等重金属离子而使它们失去对H2O2的分解作用，提高过氧化氢的有效利用率；
3)操作过程中无需使用专业设备，处理过程简单方便，反应快速，成本低廉；
4)处理最终结果能达到国家景观水体的色度要求标准，处理后的水体色度低小于25，透明度高，视觉效果极佳，无需后续处理和维护，且长期不反复；
5)该处理方案不受温度和时间的影响，可应用于多区域多季节景观水体；
6)经该方法处理的水体颜色澄清，可养殖些观赏鱼，非常适用于景观要求；
7)本发明还能够有效的去除水体中因腐殖酸引起的酸臭味以及高浊度。
【具体实施方式】
[0011 ] 下面结合具体实施例，详细解释说明本发明。
[0012]实施例1: 一种去除景观水体颜色的方法，其步骤是:
1、采集大量杨树落叶，在温室内用自来水浸泡一个月，取水样，将水样用蒸馏水稀释40倍(a)，定容200 mL，准备三个重复样；
用分光光度计在370 nm波长下测定其吸光度，通过分光光度计法计算al、a2、a3的色度分别为107、104、101 ；
2、测定稀释后的每个样品初始pH值分别为8.35,8.03,8.60，分别加入氢氧化钠固体粉末为0.50、1.14、0 mg,使pH均调节至8.60 ；
3、分别向稀释水样中添加2g硫酸招固体(即10 g/L), al、a2、a3分别用200 r/min的速度快速搅拌3min、2.5min、2 min,而后分别进行用50 r/min慢速搅拌16 min、15min、14min,常温下分别静置沉淀20min、17min、15 min ；
4、过滤步骤3)中的溶液，取滤液，分别向滤液中添加30%(v/v)的过氧化氢溶液3.9ml (即步骤3水样体积的18%。)和硅酸钠晶体2.6 g (即13g/L)，快速搅拌至硅酸钠全部溶解，常温下al、a2、a3分别静置沉淀9 h、10h、l Ih ；
5、取上清液，用分光光度计在370nm波长下测定各组水样的色度，处理后al、a2、a3色度分别为25、24、24 ;
6、检验颜色去除效果:将步骤五中的上清液继续静置放置，每隔2天测定一次色度，20天内测定10次，比较测定结果，色度无变化。
[0013]所述的色度测定方法为:在钼钴标准比色法(与GB11903-89等效)的基础上，采用分光光度法在最适宜波长370 nm下测定其吸光度，根据标准曲线(通过500度钼钴标准贮备液逐级稀释得出)计算色度。
[0014]所述的硫酸铝为Al2(SO4)3.18H20，硅酸钠为Na2SiO3.9H20 ;上述两种试剂与30%过氧化氢溶液以及调节PH的氢氧化钠均为分析纯试剂，均采购于国药集团化学试剂有限公司，产品编号分别为 10001118、20041718、10011218、10019718。
[0015]对比实验:
另设置两组对照，各取浸泡杨树叶一个月后水样200ml，分别用蒸馏水稀释20倍(b)和10倍(c)，每组各准备3个重复样，其他步骤相同，水体初始色度和处理后色度对比如下表:
表1稀释不同倍数水体初始色度和处理后色度对比结果
【权利要求】
1.一种去除景观水体颜色的方法，其步骤是: 1)采集景观水体中的水样，测定水体初始色度； 2)向1000L的搅拌池中注入一定量的景观水体中的水，将自来水注入搅拌池，稀释至水体的色度为107~100 ； 3)测定稀释后的水体pH值，用氢氧化钠调节搅拌池内的水体pH值在7.5^9.0范围内； 4)往搅拌池内添加1(T15g/L硫酸铝，以200 r/min的速度搅拌2~3 min，再以50 r/min的速度搅拌14~16 min,常温下静置沉淀15~20 min ； 5)再往搅拌池中加入搅拌池水体积15~20%。的30%过氧化氢溶液，同时添加1(T15g/L的硅酸钠，快速搅拌至硅酸钠全部溶解，常温下静置沉淀扩11 h ； 6)检验颜色去除效果:取表层水，测定色度，看是否低于国家景观娱乐用水水质标准GB12941-91所要求的25色度单位。
2.根据权利要求1所述的一种去除景观水体颜色的方法，其特征在于:所述的色度测定方法为:在钼钴标准比色法的基础上，采用分光光度法在波长370 nm下测定其吸光度，通过500度钼钴标准贮备液逐级稀释得出标准曲线，根据标准曲线计算色度。
【文档编号】C02F9/04GK103922508SQ201410167427
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月24日 优先权日:2014年4月24日
【发明者】邢伟, 刘贵华, 刘寒, 史俏 申请人:中国科学院武汉植物园