利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂，涉及氧化除污染的水处理药剂。解决现有化学氧化水处理药剂的氧化能力弱，产生有毒有害副产物的问题。本发明专利技术水处理药剂由含锰化合物、络合剂和过硫酸盐组成，所述含锰化合物为二价锰离子、高锰酸盐或者二氧化锰。本发明专利技术利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂在络合剂存在条件下，二价锰离子、高锰酸盐或二氧化锰与过硫酸盐能原位快速产生高活性中间态五价锰，原位产生的高活性中间态五价锰具有氧化能力强、去除水中有机污染物速度快、不产生有毒有害副产物的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氧化除污染的水处理药剂。
技术介绍
随着工农业的迅速发展，大量难降解的有毒有害有机污染物进入水体，造成地表水源和地下水源的严重污染，水质不断恶化。目前主要采用化学氧化剂氯、二氧化氯、过氧化氢、臭氧和高锰酸钾等氧化法去除水中的有机污染物。臭氧的氧化能力强，对水质的适应能力强，但存在运行投资大、运行费用高，而且会产生致癌物溴酸盐的问题。虽然过氧化氢自身的氧化能力不高，但与二价铁离子在酸性条件下会产生强氧化性的羟基自由基，具有极强的氧化能力，但在反应过程中需要不断的监控和调整水体的PH值，导致工艺控制过于困难和复杂。二氧化氯具有很强的消毒能力，但与有机物反应会被还原成对人体红血球具有破坏作用的亚氯酸根，所以存在使用安全风险。氯对有机物具有一定的氧化作用，长期以来被用做给水处理的预氧化剂，但由于氯与水体中多种有机污染物作用生成一系列对人体危害较大的卤代副产物，因而预氯化逐渐地受到使用限制。高锰酸钾对去除水中有机污染物具有较强的氧化能力，且不会产生有毒有害副产物，但氧化有机物具有很强的选择性，只能氧化去除含有不饱和官能团的有机物，如烯烃类化合物和酚类化合物等，对于较难降解的有毒有害有机污染物反应活性低，去除率不高。因此，开发研究一种氧化能力强，不产生有毒有害副产物的水处理药剂势在必行。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有化学氧化水处理药剂(如氯、二氧化氯、过氧化氢、 臭氧和高锰酸钾)的氧化能力弱，产生有毒有害副产物的问题，本专利技术提供了利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂。本专利技术的第一种利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂，由二价锰离子、络合剂和过硫酸盐组成，其中二价锰离子、络合剂和过硫酸盐三者的摩尔比为1 (1 50) (1 1000)。所述二价锰离子由氯化锰、硫酸锰和硝酸锰中的一种或者其中几种的组合提供。本专利技术的第二种利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂，由高锰酸盐、络合剂和过硫酸盐组成，其中高锰酸盐、络合剂和过硫酸盐三者的摩尔比为1 (1 50) (1 1000)。所述高锰酸盐为高锰酸钾和/或高锰酸钠。本专利技术的第三种利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂，由二氧化锰、络合剂和过硫酸盐组成，其中二氧化锰、络合剂和过硫酸盐三者的摩尔比为1 (1 50) (1 1000)。本专利技术的三种利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂中，过硫酸盐为过一硫酸盐(MHSO5, M = K,Na或NH4)和/或过二硫酸盐(A2S2O8, A = K,Na或NH4)；络合剂为无机络合剂、小分子羧酸络合剂、氨基酸络合剂、氨羧络合剂、大分子羧酸络合剂或有机膦酸络合剂。本专利技术利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂在络合剂存在条件下， 二价锰离子、高锰酸盐或二氧化锰与过硫酸盐能原位快速产生高活性中间态五价锰，原位产生的高活性中间态五价锰具有氧化能力强、去除水中有机污染物速度快、不产生有毒有害副产物的优点。以二价锰离子(Mn(II))、络合剂和过一硫酸盐(HS05_)为例介绍本专利技术的高活性中间态五价锰的产生原理首先，络合剂(L)存在条件下，Mn(II)催化过一硫酸盐(HS05_) 产生三价锰(Mn(III)L)和硫酸根自由基(SO4 O，见反应式(1)；然后，生成的Mn (III) L再与过一硫酸盐(HS05_)发生两电子的氧转移反应生成高活性中间态五价锰(Mn(V)L)和硫酸根(S042_)，见反应式(2)。生成的Mn (V) L在氧化降解有机物的过程中能够被还原为Mn (III) L，Mn(III)L再次催化过一硫酸盐(HS05_)生成Mn (V) L和S042—，反应可以循环进行。Mn (II)+HSCV+L — Mn (III) L+S04 · - (1)Mn(III) L+HS05 — Mn (V) L+S042(2)本专利技术的水处理药剂可用于水源水、污水或污水处理厂二级出水的处理，均能达到国家相应标准。附图说明图1是具体实施方式二十一的莠去津的去除率与水力停留反应时间的关系曲线图。具体实施例方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。具体实施方式一本实施方式为第一种利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂，其由二价锰离子、络合剂和过硫酸盐组成，其中二价锰离子、络合剂和过硫酸盐三者的摩尔比为1 (1 50) (1 1000)。本实施方式的水处理药剂中二价锰离子、络合剂和过硫酸盐在使用前，分开存放。 二价锰离子以固态化合物形式或者液态离子形式存在均可。本实施方式利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂在络合剂存在条件下，二价锰离子与过硫酸盐能原位快速产生高活性中间态五价锰，原位产生的高活性中间态五价锰具有氧化能力强、去除水中有机污染物速度快、不产生有毒有害副产物的优点。采用本实施方式的利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂进行水处理的方法按以下步骤进行a、首先向待处理水中加入本实施方式的利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂中二价锰离子和络合剂，搅拌均勻后，再加入过硫酸盐，控制水体中二价锰离子的浓度为0. 5 100 μ mol/L, 二价锰离子、络合剂和过硫酸盐三者的摩尔比为1 (1 50) (1 1000)，水力停留反应时间为1 180min ；b、进行常规水处理 依次混凝、沉淀和过滤，即可。其中步骤a待处理水可以为水源水、污水或污水处理厂二级出水。本实施方式中在络合剂(L)存在条件下，二价锰离子(Mn(II))催化过一硫酸盐(HSO5-)产生三价锰(Mn(III)L)和硫酸根自由基(S04·—)，见反应式(1)；然后，生成的Mn(III)L再与过一硫酸盐(HS05_)发生两电子的氧转移反应生成高活性中间态五价锰 (Mn(V)L)和硫酸根(S042_)，见反应式O)。生成的Mn (V) L在氧化降解有机物的过程中能够被还原为Mn (III) L，Mn (III) L再次催化HS05_生成Mn (V) L和S042—，反应可以循环进行。 Mn (II)+HS05+L — Mn (III) L+S04 · (1) Mn(III) L+HS0f — Mn (V) L+SO: (2)具体实施方式二 本实施方式与具体实施方式一不同的是二价锰离子、络合剂和过硫酸盐三者的摩尔比为1 O 40) (5 800)。它参数与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一不同的是二价锰离子、络合剂和过硫酸盐三者的摩尔比为1 (3 30) (10 600)。它参数与具体实施方式一相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一不同的是二价锰离子、络合剂和过硫酸盐三者的摩尔比为1 (5 20) (15 400)。它参数与具体实施方式一相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一不同的是二价锰离子、络合剂和过硫酸盐三者的摩尔比为1 (6 15) (20 200)。它参数与具体实施方式一相同。具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一不同的是二价锰离子、络合剂和过硫酸盐三者的摩尔比为1 (7 10) (25 100)。它参数与具体实施方式一相同。具体实施方式七本实施方式本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂，其特征在于利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂由二价锰离子、络合剂和过硫酸盐组成，其中二价锰离子、络合剂与过硫酸盐的摩尔比为１∶１～５０∶１～１０００。
【技术特征摘要】
1.利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂，其特征在于利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂由二价锰离子、络合剂和过硫酸盐组成，其中二价锰离子、 络合剂与过硫酸盐的摩尔比为1 1 50 1 1000。2.根据权利要求1所述的利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂，其特征在于络合剂为无机络合剂、小分子羧酸络合剂、氨基酸络合剂、氨羧络合剂、大分子羧酸络合剂或有机膦酸络合剂。3.根据权利要求2所述的利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂，其特征在于无机络合剂为磷酸盐、焦磷酸盐和聚磷酸盐中的一种或者其中几种的混合物。4.根据权利要求2所述的利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂，其特征在于小分子羧酸络合剂为草酸、柠檬酸、酒石酸、丙二酸、丁二酸、苯甲酸、水杨酸、邻苯二甲酸、磺基水杨酸、马来酸、富马酸、没食子酸和丹宁酸中的一种或其中几种的组合物。5.根据权利要求2所述的利用高活性中间态五价锰氧化除污染的水处理药剂，其特征在于氨羧络合剂为乙二胺四乙酸、环己烷二胺四乙酸、氨基三乙酸、乙二醇二乙醚二胺四乙酸、乙二胺四丙酸、三乙烯四胺、乙二胺二琥珀酸、二乙烯三胺五乙酸、氨基三甲基磷酸和乙二胺四亚甲基磷酸中的一种或其中几种的组合物。6.根据权利要求2所述的利...
【专利技术属性】
技术研发人员：江进，庞素艳，马军，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93
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