[发明专利]一种应对突发性苯胺污染的水处理技术

说明书

本发明提供了一种应对突发性苯胺污染的水处理技术。其特征在于：首先向每升原水中投加55 mg~65 mg粉末活性炭（PAC），5 min混合均匀后以90 r/min速率搅拌，吸附20 min~30 min；第二步向上述混合液中投加2.4 mg~3.0 mg高锰酸钾（KMnO₄），氧化30 min~50 min；第三步，将上述混合液使用超滤膜系统处理30 min~45 min，苯胺去除率可达80.0%~90.0%。使用该技术处理的出水中各水质指标均能满足生活饮用水标准（GB5749—2006），且优于PAC、KMnO₄和超滤技术单独或者两两结合对苯胺的去除效果。

技术领域

本发明提供了一种应对突发性苯胺污染的水处理技术，具体涉及了一种粉末活性炭—高锰酸钾联用—超滤组合技术，属于水处理技术领域。

背景技术

苯胺类有机物是工业生产经常使用的有机物，在生产、运输过程中，一旦发生意外事故，进入水源水或者其他水体中，将会对居民饮用水安全造成一定程度的威胁。由于苯胺类有机物具有很强的毒性，属于“致癌、致畸形、致突变”的“三致”物质，且难以生物降解，一般的水厂常规工艺对其去除效果并不理想，因此突发性苯胺污染的处理一直以来都是自来水厂面临的一大难题。目前，对苯胺类有机物的处理方法有活性炭吸附法、膜处理技术、化学氧化法等。

(1)活性炭吸附法

吸附是一种固体表面现象，利用多孔性固体较强的吸附性，使水中一种或几种组分在分子间作用力或化学键力的作用下吸附在固体表面上，从而达到分离的目的。目前应用于水处理的吸附剂主要有活性炭、沸石、黏土等，其中应用最多的是活性炭，活性炭含有大量微孔，比表面积巨大，能有效的去除水中的色度、嗅味和小分子有机物。在实际应用方面，活性炭吸附法可以单独使用，也可以与其他方法联用，比如在自来水厂中活性炭一般与预氧化、生物处理技术联用，可以去除许多有机污染物，从而应对水体突发性有机污染事故。

常用的活性炭分为颗粒活性炭(GAC)和粉末活性炭(PAC)两种，GAC主要用于自来水厂的一般水处理工艺，主要因为其可回收再生、循环使用，吸附效果稳定；PAC主要用于水污染应急处理技术，在水体遭受突发性污染物影响时，投加PAC可短时间内将污染物浓度降低。不论是在试验过程还是在水厂实际应用方面，投加PAC是一种可靠的技术手段。

PAC对苯胺等有机污染物的吸附能力较佳。在水源水苯胺污染的应急技术研究中，国内外许多学者对粉末活性炭的吸附效果进行了探索，陈忠林等研究表明粉末活性炭预吸附在不改变现有工艺前提下，具有控制效果好、投资小、对短期水质突变适应能力强等优点，是一种经济、简单易行的控制突发性苯胺类有机污染的方法；崔福义等研究表明在苯胺类有机物超标14.22倍的情况下，向原水中投加粉末活性炭，在保证其充分吸附时间的条件下，可有效的降低苯胺类有机物的浓度；傅金祥等研究表明pH>5时，活性炭对苯胺的吸附容量较大，且比表面积较大的木质炭吸附效果比煤质炭要好，PAC对苯胺的吸附量在30min内能达到80%～90%；甘世新等研究表明随着温度的上升会导致PAC对苯胺吸附效果的下降，但提高PAC的投加量可弱化温度的影响；孙彤等研究表明随着活性炭投加量的增加，其吸附速率也会相应增大；甘世新研究表明PAC与混凝剂或二氧化氯联用时，对苯胺的去除效果优于单独使用PAC。

虽然PAC在处理有机物方面有显著的效果，但在实际应用过程中，PAC基本上都是一次性使用，难以回收再生，且其价格非常昂贵，因此，需要将活性炭吸附法与其他水处理技术联用，以达到减少活性炭的使用量，降低成本的目的。

(2)膜处理技术

与传统的物理化学分离技术相比，膜处理技术在分离过程中不发生相态变化，通常在室温（22℃）进行，能耗较低，适合分离热敏性物质，且其分离系数很大，从病毒、细菌到微粒的有机物和无机物及许多特殊溶液体系，如溶液中大分子与无机盐的分离。膜分离过程主要以压力为推动力，分离装置简单，操作简便。