用于水溶性有机污染物去除的絮凝方法与流程

本发明涉及水处理，具体涉及用于水溶性有机污染物去除的絮凝方法。

背景技术：

1、由于人口的快速增长和工业的快速发展，导致包括水溶性有机物在内的污染情况不断对生态环境和人类健康造成巨大威胁，其中包含合成药物。在合成药物中，抗生素作为一类可以有效保护人类和动物免受细菌感染的药物而在全球范围内大量使用，然而大部分的抗生素不能被生物体代谢完全，导致其最终释放到水体内，加速了耐药细菌的产生，对人类健康带来了巨大的风险。

2、鉴于水溶性有机污染物的危险性和毒性，人们提出了各种水处理技术来修复有机污染水。然而，每种方法都有其局限性和缺点。例如，降解法和高级氧化法在净化过程中会产生有毒有害的代谢产物和副产品。另外，使用吸附法去除时，由于水溶性有机污染物具有溶解度高、极性强等特点，致使吸附剂对水溶性有机污染物的吸附容量低、吸附位点不足及吸附作用力弱，从而去除困难。反渗透、超滤和纳滤法均是压力驱动、高能量消耗和高运行成本的技术，难以大规模工业应用于有机废水处理中。

3、絮凝法是废水处理中常用的一种工艺，具有成本低、操作简单、可更新等优点。絮凝剂作为核心材料，其主要是通过电荷中和、吸附和捕获使胶体污染物质和悬浮污染颗粒失稳并聚集成较大的沉降絮凝体，从而达到净化水体的目的。然而，目前常规的絮凝剂在去除水溶性有机污染物方面，通常以电荷中和为作用机理，难以对水溶性污染物实现絮凝的目的，因此去除效率不高。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明利用植物生物质植物单宁特有的酚羟基基团，与水溶性有机污染物通过多重作用力快速形成复合物，再通过与金属离子螯合形成絮体并沉淀，达到去除的目的。该方法可用于对具有不同的化学结构、分子大小和电荷性质的水溶性有机污染物的絮凝去除，具有环境友好、成本低廉的优点。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、用于水溶性有机污染物去除的絮凝方法，包含以下步骤：

4、将植物单宁加入待处理废水中快速搅拌均匀得到废液；

5、将金属盐添加至废液中快速搅拌均匀得到混合废液；

6、将混合废液继续缓慢搅拌并调节混合废液的ph值；以及

7、将调节ph值后的混合废液沉降使得尺寸增长的复合有机污染物纳米颗粒物质沉淀。

8、优选的，所述植物单宁包含但不限于单宁酸、杨梅单宁、黑荆树单宁中任一种或多种。

9、优选的，所述金属盐包含但不限于fecl3和/或al2(so4)3。

10、优选的，将植物单宁加入待处理废水中以200 – 300 r‧min−1均匀搅拌30 – 90 s后得到废液，其组分为有机污染物-植物单宁复合物。

11、优选的，将金属盐添加至废液中以200 – 300 r‧min−1均匀搅拌30 – 90 s得到混合废液，其组分为有机污染物-植物单宁-金属纳米复合物。

12、优选的，将混合废液继续以50 r‧min−1搅拌10 – 15 min，并调节混合废液ph至6.0–7.0。

13、优选的，所述植物单宁和金属盐为水溶液，使用的植物单宁与金属盐的质量比例为1:5 –1:15。

14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

15、（1）本发明与其他金属盐絮凝剂去除水体有机污染物的手段相比，本发明中由于植物单宁是一种含丰富有多种官能团的大分子有机物，使得植物单宁对不同化学结构、分子量、电荷性质的水溶性有机污染物均存在多重分子间作用力，可将水溶性有机污染物与植物单宁稳定地形成水溶性有机污染物-植物单宁复合物，这对于通常以电荷中和为作用机理的传统絮凝剂来说，是很难实现的。

16、（2）本发明与其他金属盐絮凝剂去除水体有机污染物的手段相比，本发明中由于植物单宁含有的邻苯/连苯三酚结构，使得金属离子可与水溶性有机污染物-植物单宁复合物发生螯合作用形成水溶性有机污染物-植物单宁-金属纳米复合物，这种结合方式使得该方法对不同类型有机污染物分子都有良好的去除效果。

17、（3）本发明与其他金属盐絮凝剂去除水体有机污染物的手段相比，本发明中在含有机物的废水首先加入植物单宁，随后加入金属离子。该方法的投加顺序与首先投加金属盐相比，有效地解决了金属离子与有机物分子间的相互作用力单一，形成的复合物尺寸小，因而去除效果不佳的问题；该方法的投加方法与直接投加预先混合制备的单宁-金属盐络合物沉淀相比，传质阻力小，可以更有效地诱导水溶性有机污染物相间传质为固态可去除絮体，同时可以去除具有不同电荷性质的有机物。

18、（4）本发明与其他金属盐絮凝剂去除水体有机污染物的手段相比，本发明中由于植物单宁酚羟基结构与金属离子之间的螯合作用，使得净化后水体中的残留金属离子浓度大幅度降低。

技术特征：

1.用于水溶性有机污染物去除的絮凝方法，其特征在于，包含以下步骤：

2.如权利要求1所述的絮凝方法，其特征在于，所述植物单宁包含但不限于单宁酸、杨梅单宁、黑荆树单宁中任一种或多种。

3.如权利要求1所述的絮凝方法，其特征在于，所述金属盐包含但不限于fecl3和/或al2(so4)3。

4.如权利要求1所述的絮凝方法，其特征在于，将植物单宁加入待处理废水中以200 –300 r‧min−1均匀搅拌30 – 90 s后得到废液，其组分为有机污染物-植物单宁复合物。

5.如权利要求1所述的絮凝方法，其特征在于，将金属盐添加至废液中以200 – 300 r‧min−1均匀搅拌30 – 90 s得到混合废液，其组分为有机污染物-植物单宁-金属纳米复合物。

6.如权利要求1所述的絮凝方法，其特征在于，将混合废液继续以50 r‧min−1搅拌10 –15 min，并调节混合废液ph为6.0 – 7.0。

7.如权利要求1所述的絮凝方法，其特征在于，所述植物单宁和金属盐为水溶液，使用的植物单宁与金属盐的质量比例为1:5 – 1:15。

技术总结
本发明属于水处理技术领域，公开了用于水溶性有机污染物去除的絮凝方法。本发明将植物单宁和传统阳离子絮凝剂复配使用，此时，具有多种反应位点的单宁分子与水溶性有机污染物发生结合，从而提高了传统絮凝剂的作用力和净化能力。本发明的方法具有去除范围广、去除效率高、环境友好、成本低廉的优点，可以一步去除悬浮物、溶解有机物等多种污染物，快速净化水体，提高水体水质。

技术研发人员：郭俊凌,王梦月,王晓玲,王毓
受保护的技术使用者：成都思文凌云科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12