申请日2015.05.11
公开(公告)日2015.09.02
IPC分类号C02F1/48; C02F1/78; C02F1/72
摘要
本发明公开了一种利用磁场处理污水的方法。该方法包括以下步骤：在反应器四周或者底部布置磁场强度为10～60mT的磁场;向反应器进水;投加浓度为0.5mg/L～1g/L的氧化剂和浓度为5mg/L～1g/L的铁基催化剂，搅拌反应10min～2h;铁基催化剂沉淀后重复利用，反应完成的水样排出，即可。与传统化学氧化技术相比，本发明通过在反应器周围添加磁场，大大减少药剂消耗量的同时有效提高污染物的去除率，反应过程容易控制;同时，外加磁场可以增强催化剂的活性、延长其使用寿命，大幅降低了处理成本。
权利要求书
1.利用磁场处理污水的方法，其特征在于，包括以下步骤，
(1)在反应器四周或者底部布置磁场强度为10～60mT的磁场;
(2)向反应器进水;
(3)投加浓度为0.5mg/L～1g/L的氧化剂和浓度为5mg/L～1g/L的铁基催化剂，搅拌反应10min～2h;
(4)铁基催化剂沉淀后重复利用，反应完成的水样排出，即可。
2.根据权利要求1所述的利用磁场处理污水的方法，其特征在于，所述的水是河流水、湖泊水、水库水、地下水、生活污水、工业制药废水、印染废水、石油化工废水、啤酒废水、造纸废水或屠宰废水。
3.根据权利要求1所述的利用磁场处理污水的方法，其特征在于，所述的氧化剂是浓度为的0.5～20mg/L高锰酸钾、浓度为1～20mg/L的臭氧、浓度为20mg/L～1g/L的过硫酸盐、浓度为6～50mg/L的次氯酸钠或浓度为2mg/L～0.5g/L的二氧化氯。
4.根据权利要求1所述的利用磁场处理污水的方法，其特征在于，铁基催化剂为Fe0、FeO、Fe2O3、Fe3O4、FeOOH中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的利用磁场处理污水的方法，其特征在于，所述的磁场为磁片和电磁铁形成的磁场或者磁块和电磁铁形成的磁场。
6.根据权利要求1所述的利用磁场处理污水的方法，其特征在于，反应器为连续流反应器。
说明书
利用磁场处理污水的方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，涉及利用磁场处理污水的方法。
背景技术
由于科技的进步和人类生活水平的提高，越来越多的有机污染物通过地表径流和污水排 放进入天然水体，使水环境受到了不同程度的污染。
由于工业废水的可生化性较差，毒理性较高，传统的物理法和生物法并不能有效去除废 水中的有机污染物，化学氧化法相对于酸碱中和法、自然降解法和混凝沉淀法处理难降解或 含大量残存药剂的废水具有一定优势，可显著改善废水的可生化性。目前，化学氧化作为一 种去除有机污染物的有效方法已经得到了人们的普遍关注。在水处理中常用的化学氧化技术 有高锰酸钾氧化、氯氧化、臭氧氧化、过硫酸盐氧化、以及羟基自由基作为活性氧化剂的各 种高级氧化技术等。虽然以上氧化技术能有效地去除水中有机污染物，但是有些氧化剂存在 反应条件苛刻，药品投加量大且利用率不高，易产生有毒有害副产物等问题。为提高常规化 学氧化对微量有机污染物的去除效率，出现了一系列关于催化氧化的报道和研究。催化剂可 以大大提高化学氧化的氧化速率，缩短反应时间，降低氧化剂的投加量，提高有机物的去除 率。但目前催化剂也存在一些问题，例如可循环利用率不高，投加量较大等。因此，为了解 决常规化学氧化中存在以上问题，本发明开发了一种利用磁场强化水处理中化学氧化的新技 术。
发明内容
本发明为了解决现有技术的不足，提供了一种利用磁场处理污水的方法，去除有机污染 物速度快，去除率高，成本低。
本发明的技术方案如下：
利用磁场处理污水的方法，包括以下步骤，
(1)在反应器四周或者底部布置磁场强度为10～60mT的磁场;
(2)向反应器进水;
(3)投加浓度为0.5mg/L～1g/L的氧化剂和浓度为5mg/L～1g/L的铁基催化剂，搅拌反 应10min～2h;
(4)铁基催化剂沉淀后重复利用，反应完成的水样排出，即可。
作为优选，所述的水是河流水、湖泊水、水库水、地下水、生活污水、工业制药废水、 印染废水、石油化工废水、啤酒废水、造纸废水或屠宰废水。
作为优选，所述的氧化剂是浓度为的0.5～20mg/L高锰酸钾、浓度为1～20mg/L的臭氧、 浓度为20mg/L～1g/L的过硫酸盐、浓度为6～50mg/L的次氯酸钠或浓度为2mg/L～0.5g/L的 二氧化氯。
作为优选，铁基催化剂为Fe0、FeO、Fe2O3、Fe3O4、FeOOH中的一种或多种。
作为优选，所述的磁场为磁片和电磁铁形成的磁场或者磁块和电磁铁形成的磁场。
作为优选，反应器为连续流反应器。
本发明中氧化剂和催化剂可以配制成一定的溶液投加，也可以利用干设备直接投加。
本发明方法可单独使用，将氧化剂和催化剂加到氧化接触反应器中，并在反应体系周围 施加磁场，对受污染的水源进行处理;本工艺也可与其它水处理工艺联合使用，氧化剂和催 化剂可用计量泵投加到源水水泵的吸水管中，或在混凝池前，或混凝池进水口处向待处理的 水中按照一定顺序投加氧化剂和催化剂进行预处理;将预处理后的水导入水处理构筑物中进 行后续水处理，即完成。
本发明在水处理工艺流程中，将少量的氧化剂和催化剂投加在待净化水中，并在反应器 周围施加磁场，使之与水中有机物作用一段时间，从而达到分解或去除水中有机物污染物的 目的，其原理如下：
(1)铁基催化剂可以在水中形成类Fenton体系，产生羟基自由基(·OH)，羟基自由基 可以与有机物发生链式反应，进而快速降解水中的微量有机污染物，甚至将其矿化。
(2)施加一个外加磁场能改变水的理化性质，并影响化学反应的进行。磁场作用对自由 基不同激发态间的转换速度有影响，可以延长自由基的寿命，使自由基主要进行笼外反应， 从而提高自由基反应效率，改变化学反应进程。
(3)磁场能影响溶液中离子的迁移，有效降低自由基对的结合，促进自由基与有机物的 反应。
(4)磁场能影响水分子的缔合，并影响其分子间作用力特别是氢键，使反应能垒和活化 熵减小;同时磁场导致反应物分子电子云密度繁盛偏转，使反应物分子的轨道极化，从而使 反应的速控步活化熵减小，反应在磁场下就体现出增快效果。
本发明具有如下有益效果：
(1)扩大了可利用的pH范围，减少了药品的投加量，同时可以使反应器的容积大大减 小，降低了运行成本和基建费用。
(2)只需在反应器周围布置弱磁场，反应过程更易控制，不需投加任何外加药剂。
(3)该方法改变了以往在铁基药剂基础上添加掺杂其它金属来提高反应活性的思路，利 用磁场强化技术最大程度提高了材料的活性，保持金属粒子的活性，使铁基药剂能够循环利 用，大大增加循环次数。
(4)该方法中的磁场施加易于实现，装置相对简单，且磁场强化属于非接触式强化手段， 对反应系统干扰较小。