吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的方法
2023-09-17 04:31:05 1
專利名稱：吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的方法
技術領域：
本發明涉及去除原水中氯苯的方法。
背景技術：
氯苯是一種揮發性人工合成有機化合物，為無色液體，具有芳香氣味，氯苯主要用於生 產苯乙烯，並廣泛用作化工原料和溶劑，使用氯苯的工廠是環境中氯苯的主要汙染源。貯運 過程中發生的翻車、容器破裂等意外事故，也會造成嚴重的氯苯汙染，它是城市水源水突發 水質汙染的重要風險汙染物質之一 。
目前應對原水中突發氯苯汙染的飲用水應急處理方法主要為向原水中投加粉末活性炭， 但其存在以下缺點 一、粉末活性炭對原水中氯苯的去處能力較低(若將氯苯濃度降低至
0.3mg/L以下，投加100mg/L的粉末活性炭吸附30min所能吸附處理的水中氯苯最大濃度為 7.5mg/L)，對氯苯吸附容量受原水中天然有機物的影響大，往往需要較大的粉末活性炭投量 才能使出水水質達標；二、大量投量的粉末活性炭對後續水處理單元造成不利影響，如增加 了混凝劑投量、縮短了沉澱池排泥周期、增加了濾池反衝洗次數、未沉澱的粉末活性炭穿透 濾池進入管網；三、處理費用高。
發明內容
本發明為了解決現有原水中突發氯苯汙染的飲用水應急處理採用投加粉末活性炭存在粉 末活性炭對原水中氯苯的去處能力較低、投加量大、對後續水處理單元造成不利影響以及處 理費用高的問題，而提供吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的方法。
吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的處理方法按以下步驟實現 一、向受氯苯汙染 的原水中鼓入空氣進行吹脫，且水力停留時間為2 30min; 二、向吹脫後的每升原水中投加 20 80mg的粉末炭，吸附時間為O. 2 24h，即完成吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的 處理；其中步驟一中鼓入空氣是經曝氣器分散成直徑為l 5mm的氣泡，氣水體積比(指每小 時通入的氣體量與每小時水量的比值)為10 50 : 1;步驟二中粉末炭為木質碳或煤質碳。
本發明將吹脫和吸附聯合應用；吹脫的基本原理是氣液相平衡和傳質速度理論，它是利 用了氯苯的揮發性將氯苯從水相轉移至氣相，從而達到降低水中氯苯濃度的目的。吸附也屬 於一種傳質過程，它是利用粉末炭表面分子或原子對水中氯苯的吸附作用力將其從水中吸附 到粉末炭表面，從而達到了降低水中氯苯含量的目的。採用本發明中的方法處理受氯苯汙染的原水後，出水中氯苯濃度低於飲用水衛生標準(GB5749-2006)中氯苯的限值(0. 3mg/L) ，氯苯去除率達95% 96. 5%。
本發明中的方法簡便易行，能快速有效地降低原水中氯苯含量，處理效果穩定，不會對 後續水處理單元造成不利影響，投加量減小，所以沉澱池排泥周期延長、濾池反衝洗次數減 少、未沉澱的粉末炭穿透濾池進入管網的機率減少，處理費用降低，且吹脫和粉末炭吸附作 為應對原水突發氯苯汙染的兩級安全屏障，提高了水廠出水水質的安全保障率，適合作為一 種應對水源水突發氯苯汙染的飲用水應急處理技術。
具體實施例方式
本發明技術方案不局限於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
一本實施方式吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的處理方法按以下
步驟實現 一、向受氯苯汙染的原水中鼓入空氣進行吹脫，且水力停留時間為2 30min; 二 、向吹脫後的每升原水中投加20 80mg的粉末炭，吸附時間為0.2 24h，即完成吹脫與粉末 炭吸附聯合去除原水中氯苯的處理；其中步驟一中鼓入空氣是經曝氣器分散成直徑為l 5mm 的氣泡，氣水體積比為10 50 : 1;步驟二中粉末炭為木質碳或煤質碳。 本實施方式步驟一中受氯苯汙染的原水中氯苯的濃度為0.3 25mg/L。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中鼓入空氣是經曝氣器 分散成直徑為2 4mm的氣泡，氣水體積比為20 40 : 1。其它步驟及參數與具體實施方式
一 相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中鼓入空氣是經曝氣器
分散成直徑為3mm的氣泡，氣水體積比為25 : 1。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中鼓入空氣是經曝氣器
分散成直徑為4. 5mm的氣泡，氣水體積比為30 : 1。其它步驟及參數與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一、二、三或四不同的是步驟一中曝氣器
為曝氣頭或穿孔管。其它步驟及參數與具體實施方式
一、二、三或四相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
五不同的是步驟一中水力停留時間為4
20min。其它步驟及參數與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
五不同的是步驟一中水力停留時間為5min 。其它步驟及參數與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
五不同的是步驟一中水力停留時間為10min。其它步驟及參數與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
五不同的是步驟二中粉末炭中BET比表面 積為1125 1210 m2/g，炭元素含量為79% 88%。其它步驟及參數與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
六、七、八或九不同的是步驟二中向吹脫 後的每升原水中投加25 75mg的粉末炭，吸附時間為0.5 22h。其它步驟及參數與具體實施 方式六、七、八或九相同。
具體實施方式
十一本實施方式與具體實施方式
六、七、八或九不同的是步驟二中向吹 脫後的每升原水中投加40mg的粉末炭，吸附時間為0.6h。其它步驟及參數與具體實施方式
六 、七、八或九相同。
具體實施方式
十二本實施方式與具體實施方式
六、七、八或九不同的是步驟二中向吹 脫後的每升原水中投加30mg的粉末炭，吸附時間為lh。其它步驟及參數與具體實施方式
六、 七、八或九相同。
具體實施方式
十三本實施方式與具體實施方式
六、七、八或九不同的是步驟二中向吹 脫後的每升原水中投加50mg的粉末炭，吸附時間為10h。其它步驟及參數與具體實施方式
六 、七、八或九相同。
具體實施方式
十四本實施方式吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的處理方法按以 下步驟實現 一、向受氯苯汙染的原水中鼓入空氣進行吹脫，且水力停留時間為5.2min; 二 、向吹脫後的每升原水中投加60mg的粉末炭，吸附時間為0.5h，即完成吹脫與粉末炭吸附聯 合去除原水中氯苯的處理；其中步驟一中鼓入空氣是經曝氣器分散成直徑為l 2mm的氣泡，
氣水體積比為IO : 1;步驟二中粉末炭為木質碳。
本實施方式步驟一中受氯苯汙染的原水中氯苯的濃度為5.63mg/L。 本實施方式中處理後出水中氯苯濃度為O. 28mg/L，氯苯去除率為95%。
具體實施方式
十五本實施方式吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的處理方法按以 下步驟實現 一、向受氯苯汙染的原水中鼓入空氣進行吹脫，且水力停留時間為4.9min; 二 、向吹脫後的每升原水中投加40mg的粉末炭，吸附時間為0.5h，即完成吹脫與粉末炭吸附聯 合去除原水中氯苯的處理；其中步驟一中鼓入空氣是經曝氣器分散成直徑為2 3mm的氣泡， 氣水體積比為20 : 1;步驟二中粉末炭為木質碳。
本實施方式步驟一中受氯苯汙染的原水中氯苯的濃度為5.63mg/L。 本實施方式中處理後出水中氯苯濃度為O. 28mg/L，氯苯去除率為95%。
具體實施方式
十六本實施方式吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的處理方法按以下步驟實現 一、向受氯苯汙染的原水中鼓入空氣進行吹脫，且水力停留時間為4.7min; 二 、向吹脫後的每升原水中投加35mg的粉末炭，吸附時間為0.6h，即完成吹脫與粉末炭吸附聯 合去除原水中氯苯的處理；其中步驟一中鼓入空氣是經曝氣器分散成直徑為2mm的氣泡，氣 水體積比為30 : 1;步驟二中粉末炭為木質碳。
本實施方式步驟一中受氯苯汙染的原水中氯苯的濃度為5.63mg/L。 本實施方式中處理後出水中氯苯濃度為O. 28mg/L，氯苯去除率為95%。
具體實施方式
十七本實施方式吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的處理方法按以 下步驟實現 一、向受氯苯汙染的原水中鼓入空氣進行吹脫，且水力停留時間為4.4min; 二 、向吹脫後的每升原水中投加25mg的粉末炭，吸附時間為0.7h，即完成吹脫與粉末炭吸附聯 合去除原水中氯苯的處理；其中步驟一中鼓入空氣是經曝氣器分散成直徑為5mm的氣泡，氣 水體積比為40 : 1;步驟二中粉末炭為木質碳。
本實施方式步驟一中受氯苯汙染的原水中氯苯的濃度為5.63mg/L。 本實施方式中處理後出水中氯苯濃度為O. 24mg/L，氯苯去除率為95. 7%。
具體實施方式
十八本實施方式吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的處理方法按以 下步驟實現 一、向受氯苯汙染的原水中鼓入空氣進行吹脫，且水力停留時間為4.2min; 二 、向吹脫後的每升原水中投加20mg的粉末炭，吸附時間為0.8h，即完成吹脫與粉末炭吸附聯 合去除原水中氯苯的處理；其中步驟一中鼓入空氣是經曝氣器分散成直徑為l 2mm的氣泡， 氣水體積比為50 : 1;步驟二中粉末炭為木質碳。
本實施方式步驟一中受氯苯汙染的原水中氯苯的濃度為5.63mg/L。 本實施方式中處理後出水中氯苯濃度為O. 20mg/L，氯苯去除率為96. 4%。
具體實施方式
十九本實施方式吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的處理方法按以 下步驟實現 一、向受氯苯汙染的原水中鼓入空氣進行吹脫，且水力停留時間為5.2min; 二 、向吹脫後的每升原水中投加80mg的粉末炭，吸附時間為lh，即完成吹脫與粉末炭吸附聯合 去除原水中氯苯的處理；其中步驟一中鼓入空氣是經曝氣器分散成直徑為l 2mm的氣泡，氣 水體積比為IO : 1;步驟二中粉末炭為煤質碳。
本實施方式步驟一中受氯苯汙染的原水中氯苯的濃度為5.63mg/L。 本實施方式中處理後出水中氯苯濃度為O. 29mg/L，氯苯去除率為94. 8%。
具體實施方式
二十本實施方式吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的處理方法按以 下步驟實現 一、向受氯苯汙染的原水中鼓入空氣進行吹脫，且水力停留時間為4.9min; 二 、向吹脫後的每升原水中投加60mg的粉末炭，吸附時間為0.5h，即完成吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的處理；其中步驟一中鼓入空氣是經曝氣器分散成直徑為l 2mm的氣泡，
氣水體積比為20 : 1;步驟二中粉末炭為煤質碳。
本實施方式步驟一中受氯苯汙染的原水中氯苯的濃度為5.63mg/L。 本實施方式中處理後出水中氯苯濃度為O. 23mg/L，氯苯去除率為95. 9%。
具體實施方式
二十一本實施方式吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的處理方法按
以下步驟實現 一、向受氯苯汙染的原水中鼓入空氣進行吹脫，且水力停留時間為4.7min;
二、向吹脫後的每升原水中投加50mg的粉末炭，吸附時間為1.0h，即完成吹脫與粉末炭吸附
聯合去除原水中氯苯的處理；其中步驟一中鼓入空氣是經曝氣器分散成直徑為4mm的氣泡，
氣水體積比為30 : 1;步驟二中粉末炭為煤質碳。
本實施方式步驟一中受氯苯汙染的原水中氯苯的濃度為5.63mg/L。 本實施方式中處理後出水中氯苯濃度為0.22mg/L，氯苯去除率為96. 1%。
具體實施方式
二十二本實施方式吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的處理方法按
以下步驟實現 一、向受氯苯汙染的原水中鼓入空氣進行吹脫，且水力停留時間為4.4min;
二、向吹脫後的每升原水中投加10mg的粉末炭，吸附時間為1.5h，即完成吹脫與粉末炭吸附
聯合去除原水中氯苯的處理；其中步驟一中鼓入空氣是經曝氣器分散成直徑為3mm的氣泡，
氣水體積比為40 : 1;步驟二中粉末炭為煤質碳。
本實施方式步驟一中受氯苯汙染的原水中氯苯的濃度為5.63mg/L。 本實施方式中處理後出水中氯苯濃度為O. 28mg/L，氯苯去除率為95%。
具體實施方式
二十三本實施方式吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的處理方法按
以下步驟實現 一、向受氯苯汙染的原水中鼓入空氣進行吹脫，且水力停留時間為4.2min;
二、向吹脫後的每升原水中投加5mg的粉末炭，吸附時間為0.5h，即完成吹脫與粉末炭吸附
聯合去除原水中氯苯的處理；其中步驟一中鼓入空氣是經曝氣器分散成直徑為2mm的氣泡，
氣水體積比為50 : 1;步驟二中粉末炭為煤質碳。
本實施方式步驟一中受氯苯汙染的原水中氯苯的濃度為5.63mg/L。 本實施方式中處理後出水中氯苯濃度為O. 24mg/L，氯苯去除率為95. 7%。
權利要求
1.吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的方法，其特徵在於吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的處理方法按以下步驟實現一、向受氯苯汙染的原水中鼓入空氣進行吹脫，且水力停留時間為2～30min；二、向吹脫後的每升原水中投加20～80mg的粉末炭，吸附時間為0.2～24h，即完成吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的處理；其中步驟一中鼓入空氣是經曝氣器分散成直徑為1～5mm的氣泡，氣水體積比為10～50∶1；步驟二中粉末炭為木質碳或煤質碳。
2.根據權利要求l所述的吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的方 法，其特徵在於步驟一中鼓入空氣是經曝氣器分散成直徑為2 4mm的氣泡，氣水體積比為 20 40 : 1。
3.根據權利要求l所述的吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的方 法，其特徵在於步驟一中鼓入空氣是經曝氣器分散成直徑為3mm的氣泡，氣水體積比為25 : 1。
4.根據權利要求l、 2或3所述的吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯 苯的方法，其特徵在於步驟一中曝氣器為曝氣頭或穿孔管。
5.根據權利要求4所述的吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的方 法，其特徵在於步驟一中水力停留時間為4 20min。
6. 根據權利要求4所述的吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的方 法，其特徵在於步驟一中水力停留時間為10min。
7.根據權利要求4所述的吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的方 法，其特徵在於步驟二中粉末炭中BET比表面積為1125 12101112^ ，炭元素含量為79% 88%。
8.根據權利要求5、 6或7所述的吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯 苯的方法，其特徵在於步驟二中向吹脫後的每升原水中投加25 75mg的粉末炭，吸附時間為 0. 5 22h。
9 根據權利要求5、 6或7所述的吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯 苯的方法，其特徵在於步驟二中向吹脫後的每升原水中投加30mg的粉末炭，吸附時間為lh。
10 根據權利要求5、 6或7所述的吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中 氯苯的方法，其特徵在於步驟二中向吹脫後的每升原水中投加50mg的粉末炭，吸附時間為 10h。
全文摘要
吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的方法，它涉及去除原水中氯苯的方法。本發明解決了原水中突發氯苯汙染的飲用水應急處理採用投加粉末活性炭存在粉末活性炭對原水中氯苯的去處能力較低、投加量大、對後續水處理單元造成不利影響以及處理費用高的問題。方法一、向受氯苯汙染的原水中鼓入空氣進行吹脫；二、向吹脫後的原水中投加粉末炭，混合吸附後即完成。本發明氯苯去除率達95％～96.5％，方法簡便易行，能快速有效地降低原水中氯苯含量，處理效果穩定，投加量小，不會對後續水處理單元造成不利影響，處理費用降低，且吹脫和粉末炭吸附作為應對原水突發氯苯汙染的兩級安全屏障，提高了水廠出水水質的安全保障率。
文檔編號C02F9/02GK101648756SQ20091030657
公開日2010年2月17日 申請日期2009年9月4日 優先權日2009年9月4日
發明者崔福義, 林明利, 暢 牛, 趙志偉 申請人:哈爾濱工業大學