一种应急处理饮用水中草甘膦污染的水处理方法与流程

本发明涉及一种水处理方法，尤其涉及次氯酸钠协同臭氧氧化草甘膦，应对突发水污染的水处理方法，主要用于饮用水应急处理。

背景技术：

草甘膦，化学上又名n-（膦酸甲基）甘氨酸（c3h8no5p），是农业上最常使用的除草剂之一，也是全球产量和销量最大的农药品种之一。

虽然草甘膦一直以低毒、对人体无害等特点畅销全球农药市场，但已经有实验结果表明，若口服草甘膦，20分钟内便可能会发生喉部疼痛或呕吐等现象，并且伴随着腹痛及腹泻症状；有数十种疾病都与人体中草甘膦的残留存在因果关系。同时，草酸磷的稳定性较高，常规的氧化还原、吸附等方式对草甘膦的去除效果较差。一旦在饮用水中爆发草甘膦突发污染，会对净水厂的处理工艺和人类的健康产生双重影响。所以，如何研究出一种既能经济、快捷、有效的降解草甘膦，又对后续生化处理环节不造成负面影响的草甘膦处理方法，是应对该类水污染事件的关键。

技术实现要素：

为了解决给水厂常规处理工艺对原水中突发草甘膦污染去除效果差的问题，本发明提供了一种用于应急处理饮用水突发性草甘膦污染的水处理方法，为饮用水草甘膦污染事故提供了一种有效的处理工艺。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于应急处理饮用水突发性草甘膦污染的水处理方法，包括如下步骤：

步骤一：向含有草甘膦的原水中加入臭氧；

步骤二：向步骤一经臭氧处理过的草甘膦原水中投加次氯酸钠；

步骤三：向步骤二经次氯酸钠联用臭氧处理过的草甘膦原水中投加氢氧化钙和聚合氯化铝，静置沉淀；

步骤四、将经过步骤三处理后的水进行过滤，即可实现草甘膦从水中的有效去除。

本发明中，所述臭氧的投加量为3~4mg/min，臭氧接触氧化时间为15~25min，作为一种优选，臭氧的投加量为3mg/min，臭氧接触氧化时间为20min。

本发明中，所述次氯酸钠的投加量依据水中草甘膦的含量而定，且次氯酸钠与草甘膦的浓度比宜为6~8：1，作为一种优选，次氯酸钠与草甘膦的浓度比6.25：1。

本发明中，所述氢氧化钙的投加量为25~35mg/l，聚合氯化铝的投加量为55~65mg/l，静置时间为45~60min，作为一种优选，氢氧化钙的投加量为30mg/l，聚合氯化铝的投加量为60mg/l，静置时间为60min。

本发明的水处理方法中，臭氧可以把草甘膦氧化成小分子有机物，小分子有机物再接着被臭氧氧化直至完全矿化去除；次氯酸钠可以与草甘膦发生如下反应：

。

相比于现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明的水处理方法结合臭氧和次氯酸钠协同氧化草甘膦，对原水中草甘膦的去除率可达到98.7%，可以有效应对原水中突发的草甘膦污染，处理后水经砂滤、生物处理等后续其他水处理构筑物处理后，出水水质即可低于《生活饮用水卫生标准》（gb5749-2006）中规定的草甘膦限定浓度（0.7mg·l^-1）。

2、与单独常规水处理相比，本发明的水处理方法解决了单独臭氧氧化反应速率过慢，单独投加次氯酸钠预处理草甘膦污水出水总氯过高等问题。

3、本发明的水处理方法具有操作简单、作业效率高、工作可靠、推广前景广阔的优点，也可用于水厂的常规处理流程。

附图说明

图1为o3+naclo对草甘膦的去除情况；

图2为20min内臭氧对草甘膦的去除情况；

图3为20min内甲醛、po3^-、出水臭氧浓度的变化情况；

图4为次氯酸钠对草甘膦的去除情况。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而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保护范围中。

具体实施方式一：本实施方式提供了一种用于应急处理饮用水突发性草甘膦污染的水处理方法，所述方法具体实施步骤如下：

步骤一：向含有草甘膦的原水中加入臭氧；

步骤二：向步骤一经臭氧处理过的草甘膦原水中投加次氯酸钠；

步骤三：向步骤二经次氯酸钠联用臭氧处理过的草甘膦原水中投加氢氧化钙和聚合氯化铝，静置沉淀；

步骤四、将经过步骤三处理后的水进行过滤，即可实现草甘膦从水中的有效去除。

本实施方式依据现行净水厂工程采用的参数及实验的实测数据确定了臭氧投加量、臭氧接触氧化时间、次氯酸钠与苯胺的浓度比、氢氧化钙和聚合氯化铝投加量以及静置时间，其中：

臭氧投加量：过高的臭氧投加量不仅会增大水处理成本，而且反而会对臭氧去除草甘膦的效果产生负面的影响。因为臭氧不光会创造羟基自由基，过量的臭氧同时也是羟基自由基的破坏者。过量的臭氧会同已产生的羟基自由基反应生成超氧化氢和氧气。本实施方式中将臭氧的投加量控制在3~4mg/min。

臭氧接触氧化时间：实际工程中很难控制臭氧与目标污染物的接触时间，本实施方式中将臭氧接触氧化时间控制在15~25min。

氢氧化钙和聚合氯化铝投加量以及静置时间：依据现行净水处理工艺的采用参数，本实施方式中将氢氧化钙的投加量控制在25~35mg/l，聚合氯化铝的投加量控制在55~65mg/l，静置时间控制在45~60min。

本实施方式中，o3+naclo对草甘膦的去除情况如图1所示，与单独臭氧反应和单独投加次氯酸钠对草甘膦的去除情况对比如下：

1、与单独臭氧反应对比

20分钟内不同梯度浓度的臭氧对80mg/l的草甘膦的去除情况如图2和图3所示。由图2和图3可知，当氧化时间为20min时，控制臭氧浓度为4.76mg/min，对80mg/l草甘膦的去除率，才可达到与3mg/l臭氧+次氯酸钠的效果；同时甲醛的生成量为0.26mg/l，可能会对后续的生化处理的微生物造成毒害作用。

2、与单独次氯酸钠反应对比

从图4所示实验结果可以看出，随着次氯酸钠投量的增加，草甘膦的去除率也一同升高，当投放的次氯酸钠比草甘膦的质量比为6.25：1时，原水中草甘膦的去除率即可达到85%。与协同使用同样浓度的naclo+o3相比，效果相差约15%。

具体实施方式二：本实施方式提供了一种用于应急处理饮用水突发性草甘膦污染的水处理方法，所述方法具体实施步骤如下：

步骤一：向含有35.89mg/l草甘膦的原水中加入臭氧，其中：臭氧的投加量为3.5mg/min，臭氧接触氧化时间为15min；

步骤二：向步骤一经臭氧处理过的草甘膦原水中投加次氯酸钠，其中：次氯酸钠与草甘膦的浓度比为6：1；

步骤三：向步骤二经次氯酸钠联用臭氧处理过的草甘膦原水中投加氢氧化钙和聚合氯化铝，静置沉淀，其中：氢氧化钙的投加量为30mg/l，聚合氯化铝的投加量为60mg/l，静置时间为60min；

步骤四、将经过步骤三处理后的水进行过滤，即可实现草甘膦从水中的有效去除。

本实施方式的方法对原水中草甘膦污染物的平均去除率为80.5%，由此可见，本实施方式的水处理方法可以对原水中草甘膦污染物有较好的去除效果。经本实施方式方法处理后的水经砂滤、生物处理等后续其他水处理构筑物处理后，出水水质即可低于《生活饮用水卫生标准》（gb5749-2006）中规定的草甘膦限定浓度（0.7mg·l^-1）。

具体实施方式三：本实施方式提供了一种用于应急处理饮用水突发性草甘膦污染的水处理方法，所述方法具体实施步骤如下：

步骤一：向含有80mg/l草甘膦的原水中加入臭氧，其中：臭氧的投加量为3.5mg/min，臭氧接触氧化时间为20min；

步骤二：向步骤一经臭氧处理过的草甘膦原水中投加次氯酸钠，其中：次氯酸钠与草甘膦的浓度比为6.25：1；

步骤三：向步骤二经次氯酸钠联用臭氧处理过的草甘膦原水中投加氢氧化钙和聚合氯化铝，静置沉淀，其中：氢氧化钙的投加量为30mg/l，聚合氯化铝的投加量为60mg/l，静置时间为60min；

步骤四、将经过步骤三处理后的水进行过滤，即可实现草甘膦从水中的有效去除。

本实施方式的方法对原水中草甘膦污染物的平均去除率为98.7%，由此可见，本实施方式的水处理方法可以对原水中草甘膦污染物有较好的去除效果。经本实施方式方法处理后的水经砂滤、生物处理等后续其他水处理构筑物处理后，出水水质即可低于《生活饮用水卫生标准》（gb5749-2006）中规定的草甘膦限定浓度（0.7mg·l^-1）。