本發(fā)明涉及反滲透濃縮液的處理方法，具體涉及一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理反滲透濃縮液的方法。

背景技術(shù)：

反滲透處理技術(shù)是以壓力差為動力的膜分離過濾技術(shù),具有能耗低、運(yùn)行操作簡便、系統(tǒng)占地面積小、處理效果好等優(yōu)點，同時隨著制膜技術(shù)的進(jìn)步、能量回收系統(tǒng)的開發(fā)、預(yù)處理技術(shù)的改進(jìn)等，反滲透處理技術(shù)成本逐年下降。目前已被廣泛運(yùn)用于科研、醫(yī)藥、食品、飲料、海水淡化、環(huán)保等領(lǐng)域。

然而,在利用反滲透技術(shù)制取回用水的同時,進(jìn)水中雜質(zhì)被高度濃縮,能夠產(chǎn)生原處理水量三分之一至五分之一的反滲透濃縮液，濃水中無機(jī)物、有機(jī)物、微生物、膠體等含量大幅度增加，具有成分復(fù)雜、濃度高等特點。因此，反滲透濃縮液直接排放會對地表水、土壤和海洋等產(chǎn)生污染，若將其排入到污水處理系統(tǒng)，不僅將增加污水處理系統(tǒng)的負(fù)荷及運(yùn)行成本,而且可能對污水處理廠的正常運(yùn)行及處理效果產(chǎn)生負(fù)面影響。由此可見，反滲透濃縮液的處理是水處理技術(shù)中的一道難題。

硫酸根自由基(so4^·－)的氧化性很強(qiáng)，中性ph條件下的氧化還原電位高于羥基自由基(·oh)，理論上可以氧化大多數(shù)有機(jī)物，但是反滲透濃縮液中存在的各種陰離子很容易將硫酸根自由基猝滅，這極大地限制了它在反滲透濃縮液處理中的應(yīng)用。

施氏礦物[fe8o8(oh)8-2x(so4)x]是一種結(jié)晶度較差的次生羥基硫酸鐵礦物，廣泛存在于酸性礦山廢水中，利用嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(a.ferrooxidans)可以生物合成這種次生鐵礦物，它可以與過一硫酸鹽組成非均相類芬頓體系。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理反滲透濃縮液的方法。

本發(fā)明的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理反滲透濃縮液的方法是通過以下步驟實現(xiàn)的：

一、將破碎后過200目篩的次生鐵礦物加入到待進(jìn)行反滲透處理的水中，進(jìn)行反滲透處理；

二、向步驟一反滲透處理后的反滲透濃縮液中加入過一硫酸鹽，攪拌，控制催化劑和過一硫酸鹽的質(zhì)量比為1：(1～10)，控制過一硫酸鹽濃度為100～5000mg/l，水力停留時間為30～180min，即完成利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理反滲透濃縮液。

本發(fā)明的具體流程圖見圖1。

本發(fā)明的一種次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)去除反滲透濃縮液方法中所述氧化劑為過一硫酸鹽，是過一硫酸鉀(khso5)、過一硫酸鈉(nahso5)、過一硫酸銨(nh4hso5)、過一硫酸鈣(ca(hso5)2)、過一硫酸鎂(mg(hso5)2)中的一種或幾種按任意比例混合的混合物。

本發(fā)明的一種次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)去除反滲透濃縮液方法中所述次生鐵礦物為施氏礦物，可以由嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(a.ferrooxidans)在菌密度約為2.4×10⁷cells/ml，體系初始ph為2.50，na2so4為16mmol/l，feso4為160mmol/l，培養(yǎng)轉(zhuǎn)速160r/min的條件下培養(yǎng)8天獲得。

本發(fā)明的一種次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理反滲透濃縮液方法的原理如下：首先，將施氏礦物加入到待處理的反滲透濃縮液中，由于施氏礦物有較大的比表面積，適宜的孔結(jié)構(gòu)和表面結(jié)構(gòu)，對重(類)金屬離子有吸附及共沉淀作用，故可以去除濃縮液中部分重金屬離子；然后，加入過一硫酸鹽，施氏礦物可以將有機(jī)物和過一硫酸鹽吸附在其表面，而過一硫酸鹽會和次生鐵礦物表面的fe³⁺發(fā)生非均相類芬頓反應(yīng)，產(chǎn)生硫酸根自由基(so4^·－)，硫酸根自由基有著很強(qiáng)的氧化能力，可以快速地與吸附在礦物表面的有機(jī)物和微生物反應(yīng)，從而避免了水體中其它陰離子對反應(yīng)的干擾。機(jī)理如圖二所示。因此，本發(fā)明是一種集吸附重金屬、氧化降解有機(jī)物和滅活微生物為一體的反滲透濃縮液處理方法。

本發(fā)明的一種次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理反滲透濃縮液的方法，具有如下優(yōu)點：

(1)硫酸根自由基(so4^·－)反應(yīng)活性強(qiáng)、除污染效率高、氧化后不產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，是一種環(huán)境友好型氧化劑。

(2)綠色氧化劑過一硫酸鹽作為粉末狀固體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，運(yùn)輸儲存方便，價格適中，商業(yè)易得，操作簡單易行。

(3)反應(yīng)ph范圍寬，受水體條件的影響小。

(4)施氏礦物對一些重金屬離子有很好的吸附效果，在處理有機(jī)污染物的過程中，也可以降低濃縮液中金屬離子的含量，起到減少膜的結(jié)垢和腐蝕的作用。

(5)作為催化劑的施氏礦物由嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌(a.ferrooxidans)合成，生產(chǎn)成本低，廉價易得。

(6)反應(yīng)發(fā)生在礦物表面，有效避免了濃縮液中陰離子對硫酸根自由基的猝滅，極大地拓寬了它的實際應(yīng)用范圍。

本發(fā)明的方法在處理反滲透濃縮液中，cod的去除率可以達(dá)到90％，基本上完成對反滲透濃縮液cod的去除。

附圖說明

圖1是一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理反滲透濃縮液方法的流程圖；

圖2是一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理反滲透濃縮液方法的反應(yīng)機(jī)理圖；其中≡fe代表次生鐵礦物表面的fe；

圖3是實施例1的反滲透濃縮液去除率曲線圖：其中，□表示單獨利用過一硫酸鉀對反滲透濃縮液進(jìn)行氧化降解的cod去除率曲線，■表示利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)去除反滲透濃縮液的cod去除率曲線。

具體實施方式

本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式,還包括各具體實施方式間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽處理反滲透濃縮液的方法，它是通過以下步驟實現(xiàn)的：

一、將破碎后過200目篩的次生鐵礦物加入到待進(jìn)行反滲透處理的水中，進(jìn)行反滲透處理；

二、向步驟一反滲透處理后的反滲透濃縮液中加入過一硫酸鹽，攪拌，控制催化劑和過一硫酸鹽的質(zhì)量比為1：(1～10)，控制過一硫酸鹽濃度為100～5000mg/l，水力停留時間為30～180min，即完成利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽處理反滲透濃縮液。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是：所述的過一硫酸鹽為過一硫酸鉀、過一硫酸鈉、過一硫酸銨、過一硫酸鈣、過一硫酸鎂中的一種或幾種按任意比例混合的混合物。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一不同的是：所述的次生鐵礦物為施氏礦物。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一不同的是：施氏礦物是由嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌在菌密度為2.4×10⁷cells/ml，體系初始ph為2.50，在含有濃度為16mmol/l的na2so4溶液和濃度為160mmol/lfeso4溶液中，以及轉(zhuǎn)速160r/min的條件下培養(yǎng)8天獲得。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一不同的是：催化劑和過一硫酸鹽的質(zhì)量比為1：(2～8)。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式一不同的是：催化劑和過一硫酸鹽的質(zhì)量比為1：(3～6)。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式七：本實施方式與具體實施方式一不同的是：催化劑和過一硫酸鹽的質(zhì)量比為1：(4～5)。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式八：本實施方式與具體實施方式一不同的是：過一硫酸鹽濃度為200～4500mg/l。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式九：本實施方式與具體實施方式一不同的是：過一硫酸鹽濃度為500～4000mg/l。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式十：本實施方式與具體實施方式一不同的是：過一硫酸鹽濃度為800～3500mg/l。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式十一：本實施方式與具體實施方式一不同的是：過一硫酸鹽濃度為1000～3000mg/l。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式十二：本實施方式與具體實施方式一不同的是：過一硫酸鹽濃度為1000～2000mg/l。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式十三：本實施方式與具體實施方式一不同的是：水力停留時間為50～150min。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式十四：本實施方式與具體實施方式一不同的是：水力停留時間為70～120min。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式十五：本實施方式與具體實施方式一不同的是：水力停留時間為90～110min。其它與具體實施方式一相同。

通過以下實施例驗證本發(fā)明的有益效果：

實施例1

本實施例的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理反滲透濃縮液方法，其是通過以下步驟實現(xiàn)的：將施氏礦物加入到待進(jìn)行反滲透處理的水中，進(jìn)行反滲處理；然后向反滲透濃縮液中加入過一硫酸鉀，攪拌，控制施氏礦物和過一硫酸鉀的質(zhì)量比為1:2，過一硫酸鉀濃度為800mg/l，水力停留時間為120min，即完成利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)去除反滲透濃縮液。

本實施例的反滲透處理液的處理效果見圖3，由圖3中可知，單獨利用過一硫酸鉀對反滲透濃縮液進(jìn)行處理(□)，cod的去除效率不高，反應(yīng)120min，cod的去除效率不到20％，而利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)去除反滲透濃縮液(■)，反應(yīng)120min，cod的去除率可以達(dá)到90％，基本上完成對反滲透濃縮液cod的去除。

實施例2

本實施例的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理反滲透濃縮液方法，其是通過以下步驟實現(xiàn)的：將施氏礦物加入到待進(jìn)行反滲透處理的水中，進(jìn)行反滲處理；然后向反滲透濃縮液中加入過一硫酸鈉，攪拌，控制施氏礦物和過一硫酸鈉的質(zhì)量比為1:4，過一硫酸鉀濃度為1000mg/l，水力停留時間為100min，即完成利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)去除反滲透濃縮液。

本實施例的方法cod的去除率可以達(dá)到90％以上，基本上完成對反滲透濃縮液cod的去除。

實施例3

本實施例的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理反滲透濃縮液方法，其是通過以下步驟實現(xiàn)的：將施氏礦物加入到待進(jìn)行反滲透處理的水中，進(jìn)行反滲處理；然后向反滲透濃縮液中加入過一硫酸銨，攪拌，控制施氏礦物和過一硫酸銨的質(zhì)量比為1:6，過一硫酸鉀濃度為500mg/l，水力停留時間為80min，即完成利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)去除反滲透濃縮液。

本實施例的方法cod的去除率可以達(dá)到90％以上，基本上完成對反滲透濃縮液cod的去除。

實施例4

本實施例的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理反滲透濃縮液方法，其是通過以下步驟實現(xiàn)的：將施氏礦物加入到待進(jìn)行反滲透處理的水中，進(jìn)行反滲處理；然后向反滲透濃縮液中加入過一硫酸鈣，攪拌，控制施氏礦物和過一硫酸鈣的質(zhì)量比為1:5，過一硫酸鉀濃度為2000mg/l，水力停留時間為150min，即完成利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)去除反滲透濃縮液。

本實施例的方法cod的去除率可以達(dá)到90％以上，基本上完成對反滲透濃縮液cod的去除。

實施例5

本實施例的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理反滲透濃縮液方法，其是通過以下步驟實現(xiàn)的：將施氏礦物加入到待進(jìn)行反滲透處理的水中，進(jìn)行反滲處理；然后向反滲透濃縮液中加入過一硫酸鎂，攪拌，控制施氏礦物和過一硫酸鎂的質(zhì)量比為1:8，過一硫酸鉀濃度為3000mg/l，水力停留時間為110min，即完成利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)去除反滲透濃縮液。

本實施例的方法cod的去除率可以達(dá)到90％以上，基本上完成對反滲透濃縮液cod的去除。

實施例6

本實施例的一種利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)處理反滲透濃縮液方法，其是通過以下步驟實現(xiàn)的：將施氏礦物加入到待進(jìn)行反滲透處理的水中，進(jìn)行反滲處理；然后向反滲透濃縮液中加入過一硫酸鎂，攪拌，控制施氏礦物和過一硫酸鎂的質(zhì)量比為1:10，過一硫酸鉀濃度為4000mg/l，水力停留時間為130min，即完成利用次生鐵礦物活化過一硫酸鹽(pms)去除反滲透濃縮液。

本實施例的方法cod的去除率可以達(dá)到90％以上，基本上完成對反滲透濃縮液cod的去除。