一種同時去除水中磷和內(nèi)分泌干擾物的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種能同時去除水中磷和內(nèi)分泌干擾物的方法，該方法包括以下步驟：按1mg?COD加入0.5-1.2mg?K2FeO4的比例向廢水中加入K2FeO4溶液，在100-150rpm的轉(zhuǎn)速條件下攪拌直至出現(xiàn)礬花，然后在40-60rpm的轉(zhuǎn)速條件下攪拌5-6min后，再在5-10rpm轉(zhuǎn)速條件下攪拌15-20min，最后靜置30-60min。本發(fā)明方法簡單易行，能同時去除水中磷和內(nèi)分泌干擾物，并且不產(chǎn)生二次污染，有效降低污水處理廠的建設(shè)成本和運(yùn)行成本。
【專利說明】一種同時去除水中磷和內(nèi)分泌干擾物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種同時去除水中磷和內(nèi)分泌干擾物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磷是城市污水中大量存在的一種營養(yǎng)物，磷排放被認(rèn)為是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的罪魁禍?zhǔn)?。我國《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)》、《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)))中均對磷有著嚴(yán)格的控制。在城市污水廠，磷的去除在三級處理階段完成，可采用微生物或物理化學(xué)工藝。微生物除磷工藝有A2/0、Bardenpho和SBR等，它們都是利用活性污泥中的聚磷細(xì)菌吸收磷。這類方法要求污水中要含有足夠的可溶性、易分解的有機(jī)物作為微生物生理活動必需的營養(yǎng)物，因此必須定期投加按一定比例配比的營養(yǎng)物質(zhì)，從而增加了運(yùn)行費(fèi)用和管理難度；此外，除磷工藝的加入造成設(shè)施的體積增大，土建投資也相應(yīng)增加。由于以上原因，微生物除磷在我國城鎮(zhèn)污水處理廠尚未完全普及。對于沒有微生物除磷工藝或者微生物除磷不完全的情況下，水廠采用物理化學(xué)法除磷，向污水中投加石灰或鋁鹽、鐵鹽，使水中磷酸根離子生成難溶性鹽，形成絮凝體后與水分離。
[0003]進(jìn)入上世紀(jì)90年代以來，環(huán)境中內(nèi)分泌干擾物、藥物、個人護(hù)理品的殘留越來越引起學(xué)術(shù)界、公眾和管理部門的重視。其中內(nèi)分泌干擾物的普遍存在被認(rèn)為是繼溫室氣體排放、臭氧層空洞之后的第三個全球性的重大環(huán)境問題。一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始醞釀在新的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中加入對內(nèi)分泌干擾物的控制。生活污水排放是環(huán)境中內(nèi)分泌干擾物的主要來源。大量研究證明，傳統(tǒng) 的污水處理工藝(活性污泥法)和飲用水處理工藝(混凝-沉淀-過濾-氯化)對這類污染物染效果不佳。目前，一般采用在傳統(tǒng)水處理工藝上添加臭氧氧化單元、或活性炭吸附單元，或同時添加以上兩個處理單元，以達(dá)到去除內(nèi)分泌干擾物染的目的。這樣的處理稱為深度處理。但是，深度處理運(yùn)行成本高，極大地限制了它們在大規(guī)模水處理工程中的普及。
[0004]隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格和公眾環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，如何經(jīng)濟(jì)、有效地去除水中的營養(yǎng)鹽和內(nèi)分泌干擾物是水處理工業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)。以現(xiàn)有的技術(shù)，兩者必須分別通過各自的處理單元來完成，這不僅導(dǎo)致了工藝的復(fù)雜性，也大幅增加了水廠的建設(shè)成本和運(yùn)行維護(hù)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種能同時去除水中磷和內(nèi)分泌干擾物的方法，該方法不產(chǎn)生二次污染，可以用于水的深度處理。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種能同時去除水中磷和內(nèi)分泌干擾物的方法，該方法包括以下步驟:
[0008]按Img COD 加入 0.5-1.2mg K2FeO4 的比例(優(yōu)選 Img COD 加入 0.7-lmg K2FeO4的比例)向廢水中加入K2FeO4溶液，在100-150rpm的轉(zhuǎn)速條件下攪拌直至出現(xiàn)礬花(通常為l_2min),然后在40_60rpm的轉(zhuǎn)速條件下攪拌5_15min,再在5_10rpm轉(zhuǎn)速條件下攪拌15-20min，靜置30-60min，排放上清液即可。K2FeO4溶液的濃度為0.l_lg/L。若廢水的pH值過高或過低，需要先調(diào)節(jié)廢水PH6-8。所述的廢水為城鎮(zhèn)污水、養(yǎng)殖廢水。
[0009]本發(fā)明在水體中加入少量的高鐵酸鉀(potassium ferrate, K2FeO4),水中內(nèi)分泌干擾物在其作用下迅速分解，同時，高鐵酸鉀中的正六價鐵被還原成正三價的Fe3+，再采用特定的攪拌方式保證絮凝完全，以盡可能的完全除磷。
[0010]磷是水中一類污染物，內(nèi)分泌干擾物也是一類污染物，它們性質(zhì)不同，它們的去除工藝也完全不同，二者難以同時去除。而本發(fā)明的方法可以實(shí)現(xiàn)在同一個處理過程中把兩者都去除掉，內(nèi)分泌干擾物降低至檢測限以下，磷濃度降至0.05mg/L，去除率在99%以上，得到了預(yù)料不到的效果。本發(fā)明工藝簡單，不產(chǎn)生二次污染，可取代傳統(tǒng)的三級處理工藝和深度處理工藝，有效降低污水處理廠的建設(shè)成本和運(yùn)行成本?；瘜W(xué)需氧量(COD)及磷(P)含量可按照本領(lǐng)域常規(guī)檢測技術(shù)進(jìn)行檢測。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明的有益效果:
[0012]1)可以同時去除磷和內(nèi)分泌干擾物，在不增加甚至降低運(yùn)行成本的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放；
[0013]2)將水處理廠的除磷和深度處理單元合二為一，簡化處理工藝，降低水廠建設(shè)成本；
[0014]3)不產(chǎn)生二次污染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明方法處理效果結(jié)果圖。
[0016]其中，廢水處理前含C0D=30mg/L，P=15mg/L，二雌醇(E2)，炔雌醇(EE2)和雙酚A(BPA)，濃度均為I μ g/L ;處理時使用K2FeO4溶液是按照Img COD加入Img K2FeO4的比例。采用本發(fā)明實(shí)施例2方法處理后，靜置IOmin時，COD為28.lmg/L, P為6.lmg/L，二雌醇(E2)為 0.35μ g/L，炔雌醇(EE2)為 0.32 μ g/L，雙酚 A (BPA) 0.25 μ g/L ;靜置 20min 時，COD 為 17.3mg/L, P 為 2.6mg/L，二雌醇(Ε2)為 0.12 μ g/L，炔雌醇(EE2)為 0.05μ g/L，雙酚 A (BPA) 0.02 μ g/L;靜置處理 30min 時，COD 為 5.4mg/L，P 為 0.8mg/L，二雌醇(E2)為
0.02μ g/L，炔雌醇(EE2)為 0.01yg/L，雙酚 A (BPA) 0.01 μ g/L。靜置 60min 時，COD 為
1.27mg/L, P為0.05mg/L，二雌醇(E2)、炔雌醇(EE2)、雙酚A (BPA)濃度均低于檢測限。
[0017]實(shí)施例1
[0018]經(jīng)過二級處理后的廢水的化學(xué)需氧量(COD)為28.3mg/L，磷酸鹽(以P計)9.6mg/L，含有3種典型內(nèi)分泌干擾物，二雌醇(E2)、炔雌醇(EE2)、雙酚A (BPA)、壬基酚(NP)和辛基酚(0P)，濃度均為I μ g/L。
[0019]處理方法:調(diào)節(jié)廢水pH至中性，按Img COD加入0.7mg K2FeO4的比例加入濃度為
0.5g/L K2FeO4溶液,IOOrpm快速攪拌Imin,直至出現(xiàn)帆花,然后60rpm中速攪拌15min,再在IOrpm條件下慢速攪拌15min,靜置30min,待絮狀物下沉,排放上清液。經(jīng)檢測,上清液中3種內(nèi)分泌干擾物二雌醇(E2)、炔雌醇(EE2)、雙酚A (BPA)、壬基酚(NP)和辛基酚(OP)濃度降低到檢測限以下，磷含量為0.07mg/L，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0020]實(shí)施例2[0021]經(jīng)過二級處理后的廢水，化學(xué)需氧量(COD)為30mg/L，含磷酸鹽(以P計)15mg/L,含有3種典型內(nèi)分泌干擾物，二雌醇(E2)，炔雌醇(EE2)和雙酚A (BPA)，濃度均為I μ g/L。
[0022]處理方法:調(diào)節(jié)廢水pH至中性，按Img COD加入1.06mg K2FeO4的比例加入濃度為lg/L K2FeO4溶液，150rpm快速攪拌2min,直至出現(xiàn)帆花,然后40rpm中速攪拌15min,再在5rpm條件下慢速攪拌15min,靜置60min,待絮狀物下沉,排放上清液。經(jīng)檢測,上清液中3種內(nèi)分泌干擾物二雌醇(E2)，炔雌醇(EE2)和雙酚A (BPA)濃度均低于檢測限，幾乎完全去除，磷含量為0.05mg/L,去除率在99%以上，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0023]因此，城市污水經(jīng)過二級處理后，通過加入適量高鐵酸鉀，可同時達(dá)到去除磷和內(nèi)分泌干擾物的目的，實(shí)現(xiàn)污水達(dá)標(biāo)排放的。
[0024]水體中二雌醇(E2)，炔雌醇(EE2)和雙酚A (BPA)的質(zhì)量檢測方法如下:
[0025]水中二雌醇(E2)，炔雌醇(EE2)和雙酚A (BPA)先用固相萃取分離富集，然后通過高效液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(HPLC/MS)進(jìn)行定量分析(孫衛(wèi)玲，倪晉仁，郝鵬鵬，水中內(nèi)分泌干擾物的 固相萃取-液相色譜-離子阱二級質(zhì)譜分析，《質(zhì)譜學(xué)報》，2005，26 (I),22-26)。
【權(quán)利要求】
1.一種能同時去除水中磷和內(nèi)分泌干擾物的方法，該方法包括以下步驟: 按1mg COD加入0.5-1.2mg K2FeO4的比例向廢水中加入K2FeO4溶液，在100-150rpm的轉(zhuǎn)速條件下攪拌直至出現(xiàn)帆花，然后在40-60rpm的轉(zhuǎn)速條件下攪拌5_15min后，再在5-10rpm轉(zhuǎn)速條件下攪拌15_20min,最后靜置30_60min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能同時去除水中磷和內(nèi)分泌干擾物的方法，其特征在于K2FeO4溶液的濃度為0.1-lg/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能同時去除水中磷和內(nèi)分泌干擾物的方法，其特征在于加入K2FeO4溶液之前先調(diào)節(jié)廢水pH6-8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能同時去除水中磷和內(nèi)分泌干擾物的方法，其特征在于所述的廢水為城鎮(zhèn)污水、養(yǎng)殖廢水。
【文檔編號】C02F1/52GK103787482SQ201410079687
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】陸雋鶴, 王斌楠 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)