[發(fā)明專利]一種水源地飲用水突發(fā)性環(huán)境污染物應(yīng)急處理方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010526878.0
• 申請(qǐng)日: 2010-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN102010040A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 依成武;儲(chǔ)金宇;陶明清;陳留平;歐紅香;劉宏;吳春篤;汪松美
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/48
• 分類號(hào): C02F1/48;C02F1/72
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術(shù)領(lǐng)域

一種水源地飲用水突發(fā)性環(huán)境污染物應(yīng)急處理方法及裝置，屬氣體放電物理和環(huán)境工程等技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，旅游休閑、度假業(yè)的開發(fā)使含有大量的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的污水進(jìn)入湖泊、水庫，從而造成水體營養(yǎng)物質(zhì)含量明顯上升，浮游植物量大幅度提高，致使水體營養(yǎng)化加劇，有機(jī)污染增加，由此引起藍(lán)藻水華爆發(fā)。藍(lán)藻細(xì)胞死亡并破裂后，會(huì)在水中產(chǎn)生大量的藻毒素MC。藍(lán)藻毒素具有致染色體斷裂、致基因誘變以及較高的急性毒性，對(duì)人類健康構(gòu)成潛在危害。同時(shí)引起水源地水質(zhì)突發(fā)性惡化，從而使自來水水質(zhì)發(fā)臭、變色、超標(biāo)，影響了人們的身體健康和正常生活。此外，一些其他突發(fā)性事故（例如，發(fā)生化學(xué)品泄漏事故、突發(fā)禽流感、SARS等生物災(zāi)害等）的發(fā)生也可導(dǎo)致自來水水質(zhì)超標(biāo)。

對(duì)于一般有機(jī)污染物，可以采用傳統(tǒng)的水處理工藝進(jìn)行凈化處理，在一定濃度范圍內(nèi)可以達(dá)標(biāo)。但傳統(tǒng)的水處理工藝（如混凝、沉淀和過濾）都不能有效去除水中MC，不能保證出水MC達(dá)標(biāo)。就目前來說，控制MC的方法，研究最多的是采用物理、化學(xué)和生物等方法。

Morris等發(fā)現(xiàn)，MC可通過高粘度的粘土礦顆粒過濾去除，效率可達(dá)81%。物理法去除藻毒素不破壞毒素結(jié)構(gòu)，因此不需考慮副產(chǎn)物的生成，去除效果較好，但對(duì)截留或吸附后藻毒素的處置應(yīng)高度重視，這類技術(shù)的應(yīng)用必須采取安全嚴(yán)密的監(jiān)控措施，以確保能達(dá)到預(yù)期的效果。化學(xué)法去除MC都存在一定的局限性，氯化的高投藥量和較長的接觸時(shí)間限制了它在去除MC上的應(yīng)用，而且還需考慮氯化后副產(chǎn)物的潛在危害；過氧化氫單獨(dú)使用效果較差，必須與其他氧化劑聯(lián)合用于藻毒素的去除；臭氧是一種去除MC的有效方法，但由于技術(shù)限制使臭氧的產(chǎn)率一直很低，運(yùn)行成本成為臭氧應(yīng)用的瓶頸。生物法安全簡便，無須特殊的設(shè)備，投資較少，去除率一般可達(dá)到80%以上，但其處理周期較長。

藻類污染控制與去除一般采用：①氣浮法。藻類密度較小，其絮凝體不易沉降，采用氣浮法可以取得好的除藻效果。②直接過濾法。③微絮過濾法。④化學(xué)藥劑法。常用的除藻劑有硫酸銅、氯氣、二氧化氮、KMnO₄，但有試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)使用高錳酸鉀、氯氣可能使藻細(xì)胞裂解，反而導(dǎo)致MC濃度增加。⑤生物過濾法。利用本法進(jìn)行除藻的研究還不夠深入。中科院南京地理與湖泊研究所根據(jù)不同生態(tài)類型水生高等植物的凈化能力及其微生環(huán)境特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了由飄浮、浮葉、沉水植物及其根際微生物等組成的人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)(ACE)，在太湖進(jìn)行了模擬試驗(yàn)。結(jié)果表明，該湖水經(jīng)該系統(tǒng)凈化后藻類生物量下降58%。

對(duì)病原微生物污染的控制，最直接有效的措施是利用化學(xué)、物理方法殺滅或抑制。但這些技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中存在有不同的缺陷，如殺滅不完全，尤其是對(duì)一些產(chǎn)芽孢的烈性致病細(xì)菌的控制非常困難；化學(xué)方法處理難以避免存在環(huán)境污染問題，因此研制新型殺滅或抑制病原微生物技術(shù)的研究迫在眉睫。

在研究應(yīng)急處理水源地突發(fā)性環(huán)境污染物方法時(shí)，應(yīng)遵循國際化學(xué)科學(xué)研究的前沿——綠色化學(xué)12條原則和國際環(huán)境科學(xué)研究前沿——高級(jí)氧化技術(shù)原則，從源頭上解決治理過程中的環(huán)境污染問題，力求實(shí)現(xiàn)零環(huán)境污染、零廢物排放，能夠滿足快速應(yīng)對(duì)環(huán)境突發(fā)污染事件的要求。

眾所周知，羥基自由基（OH^·）是具有極強(qiáng)氧化能力的氧化劑。它具有極強(qiáng)的殺滅藍(lán)藻、病原微生物的特性，同時(shí)又具有除臭、脫色的特性。它能氧化幾乎所有的有機(jī)物和大部分的無機(jī)物，使有毒的微囊藻毒素以及化學(xué)有機(jī)污染物等最終降解為CO₂、H₂O和微量無毒害的無機(jī)鹽。OH^·參與化學(xué)反應(yīng)是屬于游離基反應(yīng)，它的化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)大多在10⁹?L/mol·s以上，達(dá)到或超過擴(kuò)散速率的極限值（10¹⁰L/mol·s），比其它化學(xué)藥劑、殺滅菌劑的反應(yīng)速率常數(shù)高出8個(gè)數(shù)量級(jí)，反應(yīng)時(shí)間短，可以滿足快速應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的要求；OH^·半衰期約在30min左右，反應(yīng)剩余的OH^·將最終分解成無害的H₂O、O₂，不存在任何殘留物。利用大氣壓強(qiáng)電場電離放電方法可以規(guī)模高效產(chǎn)生羥基自由基，能夠滿足大規(guī)模處理環(huán)境污染物的需要，有望實(shí)現(xiàn)水源地突發(fā)性環(huán)境污染物的快速、零污染、零傷害的綠色治理。

?發(fā)明內(nèi)容