一種芬頓試劑與過硫酸氫鉀及微生物聯(lián)合處理艙底水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種芬頓試劑和過硫酸氨鐘及微生物聯(lián)合處 理艙底水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 艙底水是一種在船舶行駛過程中，由于外板泄露，艙口蓋不夠水密，管路滲漏，沖 洗用水的滲入及船舶破損、消防等在船艙底形成的積水。艙底水必須及時清除，W防止船體 結(jié)構(gòu)誘蝕，及避免使貨物受潮變質(zhì)等。它通常含油，且具有高營養(yǎng)鹽，高化學(xué)需氧量（COD) 的特征。因此如果直接進(jìn)行排放，勢必會造成海洋環(huán)境的污染。近年來，我國海事機(jī)構(gòu)加大 了對船舶艙底水排放的監(jiān)管力度，但對于日益嚴(yán)重的污染形勢，必須尋求最為有效地處理 艙底水的方法，使其凈化后成為低污染，可排放，甚至可重復(fù)利用的水資源。
[0003] 目前，對于艙底水油水分離方法已有大量系統(tǒng)性研究。但是艙底水經(jīng)過油水分離 處理后，其高營養(yǎng)鹽、高COD的性質(zhì)并沒有得到根本改變，如果直接排海會仍然造成極為嚴(yán) 重的海洋污染。目前對于艙底水排放還沒有?？诘膰覙?biāo)準(zhǔn)，而且對于艙底水中營養(yǎng)鹽， COD的去除方法還沒有系統(tǒng)的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于填補(bǔ)目前艙底水凈化處理技術(shù)上的空白，提供一 種芬頓試劑與過硫酸氨鐘及微生物聯(lián)合處理艙底水的方法。該處理方法可W有效去除艙底 水COD含量，確保出水達(dá)到GB3552-83《船舶污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。
[0005] -種芬頓試劑與過硫酸氨鐘及微生物聯(lián)合處理艙底水的方法，包括對艙底水進(jìn)行 初步油水分離的步驟，其特征在于還包括W下步驟： 陽006] (1)酸化反應(yīng)：向已進(jìn)行初步油水分離的艙底水中加酸，將其調(diào)節(jié)成抑=2~4， 進(jìn)行酸化反應(yīng)，得到酸化廢水；
[0007] (2)芬頓反應(yīng)：將芬頓試劑加入上述酸化廢水進(jìn)行芬頓反應(yīng)，從而通過氧化的方 式去除水體中大部分有機(jī)污染物等還原性物質(zhì)；
[0008] 所述步驟（2)中，所述的芬頓試劑是由過氧化氨和硫酸亞鐵組成，所述的過氧化 氨的質(zhì)量濃度為30% ;硫酸亞鐵配置成水溶液；所述的芬頓試劑中亞鐵離子與過氧化氨的 含量的比值為0.04~0. 16 ;
[0009] (3)沉淀除泥：將芬頓反應(yīng)結(jié)束后的水體加堿調(diào)節(jié)至抑〉7,靜置，W使產(chǎn)生的污泥 沉淀，并去除污泥；
[0010] (4)將步驟（3)得到的去除污泥的艙底水重復(fù)進(jìn)行上述步驟（1)-(3)的操作，W實 現(xiàn)多級絮凝處理，經(jīng)多級絮凝直至CODm。的含量小于150mg/L時，進(jìn)入步驟（5)過硫酸氨鐘 氧化階段；或者當(dāng)步驟（3)得到的去除污泥的艙底水的CODm。的含量小于150mg/L時，進(jìn)行 下列步驟巧）的操作； 1] 妨過硫酸氨鐘氧化反應(yīng)：將經(jīng)過沉淀除泥后的艙底水加酸，調(diào)節(jié)成抑<7,加入過 硫酸氨鐘，加熱條件下進(jìn)行氧化反應(yīng)，進(jìn)一步將水體中包括頑固有機(jī)污染物在內(nèi)的還原性 物質(zhì)徹底去除；
[0012] (6)生物活化反應(yīng)：將水體加入微生物并通過24-72小時的活化，進(jìn)一步降低水體 的COD和氨氮的含量。
[0013] 優(yōu)選的，所述步驟（1)中，所選的酸是硫酸（P= 1. 84g/cm3)。
[0014] 優(yōu)選的，所述步驟（2)中，為提高兩種氧化過程的效率，芬頓試劑中（W氧原子的 量計算）過氧化氨的用量為2~5倍艙底水COD含量對應(yīng)的理論需氧量。
[0015] 優(yōu)選的，所述步驟（3)中，所選的堿包括氨氧化鋼。
[0016] 優(yōu)選的，所述步驟巧）中，（W氧原子的量計算）所述過硫酸氨鐘的用量為0. 9~ 1. 5倍經(jīng)芬頓反應(yīng)氧化處理后艙底水COD所對應(yīng)的理論需氧量。
[0017] 上述過硫酸氨鐘可用過硫酸氨鐘復(fù)合鹽代替，該復(fù)合鹽是由過硫酸氨鐘、硫酸氨 鐘和硫酸鐘組成的復(fù)合鹽。
[0018] 優(yōu)選的，所述步驟化）中，所使用的微生物包括由與艙底水排放環(huán)境相適應(yīng)的包 含酵母菌、植物乳桿菌、硝化細(xì)菌與反硝化細(xì)菌的微生物菌群，該菌群等能夠降解COD并將 氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣，此外，從艙底水中篩選的能夠有效去除污染物的耐鹽微生物，包括假單胞 菌屬、微球菌屬的微生物，也包含在所使用的微生物菌群中。
[0019] 優(yōu)選的，所述步驟化）中，所使用的微生物菌液加入量為艙底水體積的0. 3%。。
[0020] 本發(fā)明所處理后的艙底水，水體從伴有似硫化氨氣味，并且呈深棟色渾濁狀態(tài)變 成無味，無色透明的狀態(tài)。
[0021] 本發(fā)明所使用的聯(lián)合處理方法的原理是：艙底水中有機(jī)污染物等還原性物質(zhì)被芬 頓試劑中過氧化氨與亞鐵離子協(xié)同氧化作用氧化，并在堿性環(huán)境中絮凝沉淀，除去水體中 已被氧化的有機(jī)污染物等還原性物質(zhì)；再加入過硫酸氨鐘進(jìn)一步對水體中剩余的、不易被 氧化的有機(jī)污染物等還原性物質(zhì)氧化，從而有效去除艙底水中有機(jī)污染物等還原性物質(zhì)， 降低水體COD含量。之后，通過微生物活化，進(jìn)一步降低COD和氨氮等污染物的含量，使之 能夠安全地向海水排放。
[0022] 該方法應(yīng)用于初始CODm。濃度為200~2000mg/L的船舶艙底水，效果最佳。
[0023] 測定艙底水中COD和氨氮含量，可W評價艙底水中有機(jī)物等還原性物質(zhì)的降解程 度與含量W及污染物的去除情況。
[0024] 下面進(jìn)一步論述利用芬頓試劑和過硫酸氨鐘聯(lián)及微生物合處理艙底水的技術(shù)特 征。
[0025] 本發(fā)明方法的技術(shù)要點之一在于芬頓試劑的加入方式。芬頓試劑由過氧化氨及硫 酸亞鐵組成。為保證其具有最高的氧化效率，先將艙底水調(diào)節(jié)至抑=2~4,使芬頓反應(yīng)在 最佳條件下反應(yīng)至少2個小時。反應(yīng)結(jié)束后再將水體調(diào)節(jié)至抑〉7,進(jìn)行絮凝沉淀。并且按 照相同的方式，使用芬頓試劑對艙底水進(jìn)行多級絮凝處理，采用了少量多次的原理，W保證 最佳的處理效果，多級絮凝是本技術(shù)要點的核屯、內(nèi)容之一。
[00%] 本發(fā)明方法的技術(shù)要點之二在于芬頓試劑的投放量及組成比例。為保證芬頓試 劑對艙底水具有最大的氧化能力，芬頓試劑中過氧化氨的用量為2~5倍艙底水CODm。含 量對應(yīng)的理論需氧量，W2倍為最佳，且芬頓試劑中亞鐵離子與過氧化氨的含量的比值為 0. 04 ~0. 16。
[0027]本發(fā)明方法的技術(shù)要點之=在于過硫酸氨鐘的反應(yīng)條件。為保證過硫酸氨鐘的利 用效率并節(jié)約艙底水處理成本，過硫酸氨鐘的用量為0. 9~1. 5倍經(jīng)芬頓反應(yīng)處理后艙底 水CODm。含量對應(yīng)的理論需氧量。
[0028]本發(fā)明方法的技術(shù)要點之四在于處理技術(shù)適用于各種水體條件的艙底水。船舶艙 底水的初始CODm。濃度為200~2000mg/L。在艙底水經(jīng)過初步油水分離處理后，將艙底水調(diào) 節(jié)至pH= 2~4,即符合芬頓試劑進(jìn)行氧化處理的反應(yīng)條件，有利于與其氧化效能的發(fā)揮。
[0029]本發(fā)明方法的技術(shù)要點之五在于通過微生物活化，通過24-72小時的活化，進(jìn)一 步降低水體的COD和氨氮的含量。所使用的微生物既包括由與艙底水排放環(huán)境相適應(yīng)的酵 母菌、植物乳桿菌乳、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌等能夠降解C0D，將氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣的微生物， 也包括從艙底水中篩選的能夠有效去除污染物耐鹽微生物菌群。通過微生物活化，消除化 學(xué)試劑使用的危害，避免二次污染。同時處理過的排放水具有改善排放環(huán)境的效果。
[0030] 本發(fā)明的技術(shù)要點之六為工藝流程，該流程主要包括多級氧化絮凝、強(qiáng)氧化過程、 酸堿調(diào)節(jié)過程和和生物活化過程
[0031] 本發(fā)明方法將芬頓試劑和過硫酸氨鐘及微生物聯(lián)合使用，同時減少了芬頓試劑和 過硫酸氨鐘的用量，但同時增加了二者的氧化效率，能夠充分發(fā)揮氧化能力，徹底分解有機(jī) 物，并實現(xiàn)氧化劑使用的協(xié)同效應(yīng)；同時經(jīng)化學(xué)處理后大大提高了艙底水水體的可生化性， 提高了微生物處理的效率，即聯(lián)合使用的效果大于=者單獨使用的加和。
[0032] 目前在艙底水的處理過程中，僅對其油水分離過程有了較大的研究及相關(guān)專利， 但對于艙底水凈化處理的研究目前還是空白。本申請在艙底水處理過程中率先給出系統(tǒng)、 有效的處理方法，彌補(bǔ)了艙底水凈化處理等相關(guān)方面的空白。
[0033]本發(fā)明與現(xiàn)有的廢水氧化處理方法相比，具有W下的突出優(yōu)越性：
[0034] (1)本發(fā)明是?？卺槍τ谂摰姿M(jìn)行凈化處理的方法，針對性強(qiáng)，處理效果明顯， 彌補(bǔ)目前對于船舶艙底水凈化處理方法上的空白。
[0035] 似本發(fā)明使用的氧化劑為芬頓試劑（包含過氧化氨和硫酸亞鐵）和過硫酸氨鐘， 都是綠色安全的氧化劑，容易儲存及運輸。
[0036] (3)本發(fā)明的反應(yīng)過程中無須使用額外添加催化劑，反應(yīng)速率快，可W節(jié)省設(shè)備運 行時間，節(jié)約成本，簡化操作過程。
[0037] (4)本發(fā)明與單獨使用芬頓試劑與過硫酸氨鐘進(jìn)行氧化處理相比，二者結(jié)合可W 產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，即氧化效率顯著高于使用芬頓試劑、過硫酸氨鐘的效率加和。同時，聯(lián)合處 理可W有效去除芬頓試劑經(jīng)多次處理仍難W去除的頑固有機(jī)物等還原性物質(zhì)，節(jié)約了處理 成本及設(shè)備運行時間，且反應(yīng)后的產(chǎn)物安全無污染。
[0038] (5)本發(fā)明的工藝操作簡單，對艙底水去污效果好，可W有效將船舶艙底水處理成 為低污染、可排放，甚至可重復(fù)利用的水資源?？蒞有效對有限的水資源進(jìn)行重復(fù)利用。
[0039] (6)本發(fā)明通過微生物活化經(jīng)過化學(xué)試劑處理的艙底水，有效消除使用化學(xué)試劑 造成的危害，避免二次污染，是排放的處理過的艙底水具有環(huán)境友好的特點。
[0040] (7)本發(fā)明通過化學(xué)方法和微生物方法相結(jié)合，充分發(fā)揮了兩種方法在水處理上 的優(yōu)勢，實現(xiàn)了艙底水凈化處理的快速、高效、節(jié)能、環(huán)保。
【附圖說明】
[0041] 圖1 一種芬頓試劑和過硫酸氨鐘聯(lián)合處理艙底水的方法流程圖
【具體實施方式】
[0042] 一種芬頓試劑