[发明专利]一种零价铁处理河涌总氮/总磷/重金属的方法

说明书

技术领域

本发明涉及河涌水处理方法，具体涉及一种零价铁处理河涌总氮/总磷/重金属的方法。

背景技术

我国拥有50000多条流域面积在100平方公里以上的河流，这些四通八达的河流是城市的重要组成部分，具有抗洪，净化，灌溉，交通运输，景观等多项作用，与居民的生活息息相关。过去30多年的城市化以及工业化的发展，绝大多数河流受到程度不同的污染，河水发黑发臭，河底淤积，对民生造成了极大的影响。2012年我国十大流域的国控断面中，总体劣Ⅴ类水质断面比例为10.2%，主要污染指标为化学需氧量、五日生化需氧量和高锰酸盐指数。

以广东省为例，2013年7月广州市50条主要河涌（在珠江三角洲地区，河涌指河汊、湖汊，河流的支汊、溪水或河水的分支、汊流等，它是指比较小的河流或溪流、支汊等，以及无头无尾的或两头设闸的一段河道等）中，有39条未达标。中心城区的31条(33段)河涌中，除两条河达标外，其余全部超标，27条河涌为“劣V类”，广州河涌氨氮、总磷超标状况依然严重，其中南岗河（黄埔段）氨氮超标倍数为15.8，超标最严重，白云区白海面总磷超标最严重，倍数为10.55。50条河涌超标项目以氨氮、总磷、化学需氧量、五日生化需氧量和溶解氧等有机污染指标为主，且呈现明显的生活和农业面源污染特征。石井河、猎德涌、东濠涌、流溪河新市涌、白坭河、等地的水都有发黑发臭的现象，不少河涌水面漂浮有生活垃圾。另外，水体的內源污染也不容忽视。污染物通过大气迁移、废水排放、降水与地面冲刷进入水体，水体中长期存在的污染物最后沉积到底泥中并在底泥中富集，使底泥受到严重污染，底泥是河涌的内源污染源，对河道是巨大的威胁。底泥中污染物有营养元素、重金属、难降解有机物等。当污染物质从底泥中释放出来，影响水质并威胁到水生生物和人类健康，造成河道二次污染。

河涌综合整治是一个庞大的系统工程，目前常用的河涌整治方法为截污、底泥疏浚、补水、水质净化。各种方法有利有弊，因此对于不同的河道的治理，需要根据其水质特点及相关环境因素，选取适当的治理方法或相互结合的方法，达到最高效，节约，环保的目的。其中水质净化主要运用化学药剂处理和生物修复。化学方法主要包括强化絮凝、化学氧化和化学沉淀等。所使用的化学药剂主要有铁盐和铝盐等混凝剂、双氧水等氧化剂和生石灰等沉淀剂，达到去除水中目标污染物（悬浮物、溶解态磷和氮等），提高水体透明度的目的。目前，将零价铁运用到处理河涌总氮/总磷/重金属的方法还没有研究。

零价铁作为化学性质活泼的还原剂可将高价态的溶解态氮磷和重金属还原成低价态的化合物，并且零价铁及其水合氧化物晶体具有良好的吸附性能，能吸附有机物和重金属。零价铁由于高效率、价格低廉、易获取等特点，被广泛地应用于各种污水、燃料废水、无机离子、重金属离子治理。现有的零价铁材料主要为还原铁粉和铸铁屑。

本发明首次利用工业生产化的零价铁（还原铁粉和铸铁屑）经酸化后，直接投入河涌水样进行振荡反应或柱实验，因其处理效果好、成本低廉、操作简单具有较大的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种零价铁处理河涌总氮/总磷/重金属的方法。通过将酸化后的还原铁粉或铸铁屑与河涌水样进行振荡反应或柱实验，利用零价铁与河涌水样直接的化学反应、吸附作用等机理，使得零价铁能快速高效地净化污水，实现本发明的目的。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种零价铁处理河涌总氮/总磷/重金属的方法，通过将酸化后的还原铁粉或铸铁屑与河涌水样进行振荡反应或柱实验，利用零价铁与河涌水样直接的化学反应、吸附作用等机理，使得零价铁处理河涌水的总氮、总磷或重金属，包括如下步骤： 

（1）零价铁的活化：使用的零价铁为100~200目微米级的还原铁粉或10-30目微米级的铸铁屑，将还原铁粉用0.1~1mol的稀盐酸置于15~35℃的恒温摇床130~200r/min振荡浸泡10~60min去除表面氧化物后用清水反复洗涤，冷冻干燥，得到活化了的还原铁粉；或将铸铁屑先用丙酮溶液浸泡、清洗以除去表面的油污，再用0.1~1mol稀盐酸置于15~35℃的恒温摇床130~200 r/min振荡浸泡30~120min除去表面氧化物后用清水反复清洗，冷冻干燥，得到活化了的铸铁屑；

（2）处理步骤为以下两种方法中的任意一种：