[发明专利]一种采用零价铁屑作为载体的污水处理方法

说明书

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OH·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OH·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SO₄^-·的氧化还原电位（2.6V）与OH·相似（2.7V）（Latimer, 1952），SO₄^-·在水中比OH·更稳定，分散距离更大（Crimi and Taylor, 2007）。已有文献报道，SO₄^-·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（Mazellier and Bolte, 1997）。

本发明以零价铁屑作为载体，采用Fe⁰激活S₂O₈^2-产生SO₄^-·，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OH·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SO₄^-·，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SO₄^-·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0.5h～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1 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：