[发明专利]一种利用过硫酸盐强化铁盐混凝工艺去除饮用水中有机微污染物的方法

说明书

本发明公开了一种利用过硫酸盐强化铁盐混凝工艺去除饮用水中有机微污染物的方法。所述方法的工艺步骤包括，待处理水→混凝→沉淀池→过滤池→消毒→清水池→用户，其中在混凝阶段，同时加入铁盐混凝剂和过硫酸盐溶液进行混凝；所述待处理水为自来水厂进水、污水处理厂或工业废水处理后出水。本发明解决了传统饮用水处理工艺无法有效去除有机微污染物的问题。且相比于现有的采用过硫酸盐降解有机污染物体系，该方法无需外加能源、活化剂或促进剂，具有操作简便、不需额外增加设备、处理成本低、不产生二次污染等优点。此外，城市污水或工业废水在经过常规处理后，也可用该方法进行深度处理。该工艺出水水质好，安全可靠。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种利用过硫酸盐强化铁盐混凝工艺去除饮用水中有机微污染物的方法。该方法主要针对饮用水源水中微量有机污染物的处理；另外，对于经过常规水处理工艺处理的城市污水、工业废水(水中所含杂质较低)，也可采用该方法进行深度处理。

背景技术

水是传播疾病的重要媒介，而清洁的饮用水是人类生存的根本需求。随着全球淡水资源的日益匮乏和环境问题的加剧，饮用水的水质安全问题日益受到社会的广泛关注。根据世界卫生组织的统计发现，人类饮用遭受污染的饮用水会诱发多种疾病，全球1/3以上的死亡与饮用了不洁净的饮用水有直接关系。

有机微污染物是指含量少、有毒有害、难降解的污染物，进入环境后使环境的正常组成发生直接或间接有害于生物生长、发育和繁殖的变化。在微污染水源水中，有机微污染物具有污染面广、种类多及毒性大的特点。水中的有机微污染物主要来源于人工合成的有机物，种类繁多，包括酚类、硝基苯类、氯苯类、酞酸酯类、医药类、农药类、多氯联苯和多溴联苯醚等。

近年来，水环境中的有机微污染物备受关注。例如，研究者在对我国河流、湖泊等天然水体的调查中发现了超过百种药物和个人护理用品(Pharmaceutical and PersonalCare Products，PPCPs)，其浓度范围在100～5000ng/L。目前我国大部分自来水厂主要以地表水为水源水，采用的水处理工艺流程为：混凝→沉淀→过滤→加氯消毒。由于常规的饮用水处理工艺主要针对原水中的浊度、悬浮物、胶体杂质和细菌等的去除，对有机微污染物的去除率仅为20％～30％，导致大部分有机微污染物最终进入饮用水中。虽然有机微污染物在饮用水中的浓度不高，但由于其具有较强的环境持久性和生物累积性，通过食物链传递和生物富集作用，将累积在高营养级的生物体内，并引发抗性基因，最终将影响生态安全和人类健康。因此，为了确保饮用水的安全，亟需强化常规饮用水处理工艺，以减少有机物残留对生态系统和人类健康的危害。

近年研究表明，亚铁盐(Fe(II))活化过硫酸盐(S₂O₈^2-或HSO₅^-)产生的硫酸根自由基(SO₄^·-，E⁰＝2.6V)比羟基自由基(HO^·，E⁰＝1.9～2.7V)具有更高的氧化还原电位，前期研究已证明该技术能快速、高效地降解有机污染物。然而，该体系中氧化的Fe(III)向Fe(II)转化的速率很慢，导致有机污染物的降解效率较低。现有的研究往往通过外加紫外线、促进剂等方法促进Fe(III)/Fe(II)循环，这不仅增加了处理成本和操作难度，甚至可能引发二次污染问题。本发明人课题组在中国专利文献(公开号为CN 108946907 A)公开了一种利用植物多酚促进Fe(III)活化过硫酸盐修复有机废水的方法，所采用的促进剂植物多酚虽然无毒，但其在反应过程中是否转化成有毒副产物有待进一步考究；此外，由于其在氧化过程中难以实现完全矿化，新生成的氧化产物在饮用水处理工艺中的氯消毒环节可能会进一步生成毒性更大的消毒副产物。因此，该方法不适合用于饮用水中有机微污染物的处理。