【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及雨水回用領(lǐng)域，尤其涉及一種雨水中微塑料和微生物的協(xié)同去除方法。
技術(shù)介紹
1、由于水資源短缺加劇以及水污染問題多發(fā)，近年來，水資源的回收再利用技術(shù)成為環(huán)境領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。雨水回用技術(shù)是通過收集、儲存和再利用雨水，以滿足城市工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域不同用水要求的可持續(xù)水資源利用方法。該技術(shù)開辟了一個新的潛在水源，從而有效減輕當(dāng)前自來水和地下水的供應(yīng)壓力，是解決水資源短缺問題的重要方法之一。經(jīng)回用系統(tǒng)收集的雨水可以被用于景觀灌溉、建筑物沖洗、廁所沖洗等一系列場景，從而達(dá)到節(jié)水的目的。據(jù)報(bào)道，目前通過雨水回用可以節(jié)省20%-50%的市政供水。
2、然而，雨水中微塑料和病原微生物的污染嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境安全和人類健康。來自雨水管道、城市塑料垃圾和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的微塑料（如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等）會在雨水中積累，影響雨水水質(zhì)。這些微塑料如果進(jìn)入人體會引發(fā)免疫系統(tǒng)炎癥，還會引發(fā)人體內(nèi)分泌失調(diào)等危害。除微塑料外，雨水中存在的嗜肺軍團(tuán)菌、銅綠假單胞菌等多種條件致病菌會引起肺炎，敗血癥等一系列疾病，威脅人體健康。更為重要的是，微塑料表面的特殊結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致微生物尤其是條件致病菌在其表面富集和繁殖，從而在雨水中形成“塑料際”，從而對人體和生態(tài)系統(tǒng)造成更多危害。因此，微塑料和條件致病菌的協(xié)同污染問題成為限制我國雨水回用技術(shù)發(fā)展的重大隱患，亟需污染物的協(xié)同去除技術(shù)來解決。
3、加氯消毒方法能有效殺滅水中的微生物，但是加氯會導(dǎo)致雨水中殘留有含氯消毒副產(chǎn)物，對雨水造成二次污染。紫外消毒方法雖然不會造成消毒副產(chǎn)物污染，但其本身對微生物的去除
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于以上內(nèi)容，本專利技術(shù)旨在提供一種雨水中微生物和微塑料的協(xié)同去除方法，不僅能高效地將所有微生物從水中去除，而且能去除雨水中絕大部分的微塑料，從而降低雨水回用水對人體健康和環(huán)境安全產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。
2、本專利技術(shù)旨在提供一種雨水中微生物和微塑料的協(xié)同去除方法，包括如下步驟：
3、將需要回用的雨水與高鐵酸鹽和聚丙烯酰胺混合，經(jīng)過殺菌、調(diào)節(jié)ph、混凝、過濾后得到凈化后的回用水。
4、進(jìn)一步地，具體操作為：在需要處理的雨水中，投加高鐵酸鹽，立即進(jìn)行第一次快速攪拌，待而后投加聚丙烯酰胺并立即加入稀鹽酸調(diào)節(jié)ph，隨后進(jìn)行第二次快速攪拌，然后中速攪拌，最后慢速攪拌。
5、進(jìn)一步地，第一次和第二次快速攪拌的攪拌速度為300-400?rpm，中速攪拌的攪拌速度為150-200?rpm，慢速攪拌的攪拌速度為50-70?rpm。
6、進(jìn)一步地，第一次快速攪拌的攪拌時(shí)間應(yīng)大于等于30min，優(yōu)選在30-40min?為宜。
7、進(jìn)一步地，第二次快速攪拌的攪拌時(shí)間應(yīng)為1-2?min，中速攪拌的時(shí)間為5-10min，慢速攪拌的攪拌時(shí)間為20-40?min。
8、進(jìn)一步地，所述稀鹽酸的濃度在1-5?mol/lmol/l，投加稀鹽酸至水體ph在6.5-7.5之間。
9、進(jìn)一步地，所述稀鹽酸的濃度為1mol/l，投加稀鹽酸至水體ph在6.5-7.5之間。
10、進(jìn)一步地，雨水與高鐵酸鹽混合后，經(jīng)過過濾柱過濾后得到凈化回用水體，過濾柱中承托層材料選自：鵝卵石、礫石、人工纖維球?yàn)V料的一種或者多種；過濾柱中過濾層材料選自：石英砂、無煙煤、活性炭、陶粒、石榴石、纖維球的一種或者多種。
11、進(jìn)一步地，承托層材料為鵝卵石，粒徑范圍為1?cm-1.5?cm，所述過濾層材料為石英砂，粒徑范圍為700-1000?μm。
12、進(jìn)一步地，所述高鐵酸鹽與所需處理的屋頂雨水的用量比范圍為2?mg:1l-40?mg:1l，優(yōu)選地范圍為30?mg:1l-35?mg:1l，此處高鐵酸鹽投加量以fe的質(zhì)量計(jì)。
13、進(jìn)一步地，所述高鐵酸鹽與聚丙烯酰胺的質(zhì)量用量比范圍為1?mg:1?mg-3?mg:4mg（其中高鐵酸鹽投加量以fe的質(zhì)量計(jì)）；所述高鐵酸鹽選自高鐵酸鉀或高鐵酸鈉的一種或者多種，所述的聚丙烯酰胺均為陽離子聚丙烯酰胺。
14、進(jìn)一步地，高鐵酸鹽包括高鐵酸鉀，高鐵酸鈉等形式的高鐵酸鹽，來源可包括使用濕式氧化法和電化學(xué)法制備的高鐵酸鹽溶液、分離純化或商購所得的固體。
15、進(jìn)一步地，所述高鐵酸鹽的投加濃度為2-40?mg/l（以鐵的質(zhì)量計(jì)）。
16、進(jìn)一步地，陽離子聚丙烯酰胺來源可包括丙烯酰胺和陽離子單體（如二甲基氨基丙烯酰胺）在特定比例下“水相聚合”制備而成的陽離子聚丙烯酰胺，又或者商購所得的固體。
17、進(jìn)一步地，所述陽離子聚丙烯酰胺的投加濃度為2-53?mg/l。
18、進(jìn)一步地，稀鹽酸可通過使用濃鹽酸稀釋得到，又或者通過商購得到。
19、優(yōu)選地，所述第二次快速混合攪拌的時(shí)間為1-2?min。
20、優(yōu)選的，所述中速攪拌的時(shí)間為5-6?min。
21、優(yōu)選的，所述慢速攪拌的時(shí)間為20-30?min。
22、進(jìn)一步地，將上述出水用水泵轉(zhuǎn)移至過濾裝置中過濾，得到回用水體。
23、優(yōu)選的，所述鵝卵石平均粒徑為0.5?cm-2?cm，所述石英砂平均粒徑為800-1000?μm。
24、優(yōu)選的，所述承托層與過濾層在過濾裝置中的體積高度比范圍為1:5-1:10。
25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
26、1）本專利技術(shù)通過在雨水中投加高鐵酸鹽，能高效去除雨水中的微生物和微塑料。廣泛適用于各種下墊面雨水中病原微生物和微塑料的控制以及雨水的回用。
27、2）高鐵酸鹽作為一種強(qiáng)氧化劑和殺菌劑，可以通過強(qiáng)氧化作用破壞微生物的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，另外高鐵酸鹽在水中還會釋放活性氧，從而殺死微生物。
28、3）高鐵酸鹽的被還原后生成的鐵氧化物或鐵氫氧化物能夠用作混凝劑，在陽離子聚丙烯酰胺助凝劑的協(xié)同作用下，可以將雨水中的微塑料聚集，后續(xù)通過過濾可以去除雨水中大部分微塑料，包括混凝沉淀難以去除的輕質(zhì)微塑料。
29、4）死亡的微生物會和微塑料絮體一起被濾料截留去除。其中微塑料去除率達(dá)到99%，微生物去除率達(dá)到100%（出水的總菌落數(shù)降至0?cfu/l），能夠達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（gb?5749-2006）的要求。該方法可以有效協(xié)同去除微塑料和微生物，降低其對人體健康和生態(tài)環(huán)境的危害。
30、5）本專利技術(shù)提供的雨水處理方法對微生物和微塑料的去除效果相較于其他的雨水處理工藝具有極強(qiáng)的競爭力，整個工藝流程操作運(yùn)行簡單，運(yùn)行管理方便，成本本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種雨水中微塑料和微生物的協(xié)同去除方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨水中微塑料和微生物的協(xié)同去除方法，其特征在于，具體操作步驟為：在需要處理的雨水中，投加一定濃度高鐵酸鹽，立即進(jìn)行第一次快速攪拌，待而后投加聚丙烯酰胺并立即加入稀鹽酸調(diào)節(jié)pH，隨后進(jìn)行第二次快速攪拌，然后中速攪拌，最后慢速攪拌；所述第一次和第二次快速攪拌的攪拌速度為300-400?rpm，所述中速攪拌的攪拌速度為150-200?rpm，所述慢速攪拌的攪拌速度為50-70?rpm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雨水中微塑料和微生物的協(xié)同去除方法，其特征在于，所述第一次快速攪拌的攪拌時(shí)間應(yīng)大于等于30min。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雨水中微塑料和微生物的協(xié)同去除方法，其特征在于，所述第一次快速攪拌的攪拌時(shí)間為30-40min?。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雨水中微塑料和微生物的協(xié)同去除方法，其特征在于，第二次快速攪拌的攪拌時(shí)間為1-2?min，中速攪拌的時(shí)間為5-10?min，慢速攪拌的攪拌時(shí)間為20-40?min。
6.根據(jù)權(quán)利要求
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨水中微塑料和微生物的協(xié)同去除方法，其特征在于，雨水與高鐵酸鹽混合后，經(jīng)過過濾柱過濾后得到凈化回用水體，過濾柱中承托層材料選自：鵝卵石、礫石、人工纖維球?yàn)V料的一種或者多種；過濾柱中過濾層材料選自：石英砂、無煙煤、活性炭、陶粒、石榴石、纖維球的一種或者多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雨水中微塑料和微生物的協(xié)同去除方法，其特征在于，所述承托層材料為鵝卵石，粒徑范圍為1?cm-1.5?cm，所述過濾層材料為石英砂，粒徑范圍為700-1000?μm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨水中微塑料和微生物的協(xié)同去除方法，其特征在于，所述高鐵酸鹽的鐵的質(zhì)量用量與所需處理的屋頂雨水的用量比范圍為2?mg:1L-40?mg:1L。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雨水中微塑料和微生物的協(xié)同去除方法，其特征在于，所述高鐵酸鹽的鐵的質(zhì)量用量與所需處理的屋頂雨水的用量比范圍為30?mg:1L-35?mg:1L。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨水中微塑料和微生物的協(xié)同去除方法，其特征在于，所述高鐵酸鹽鐵的質(zhì)量用量與聚丙烯酰胺的質(zhì)量用量比范圍為1?mg:1?mg-3?mg:4?mg；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種雨水中微塑料和微生物的協(xié)同去除方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雨水中微塑料和微生物的協(xié)同去除方法，其特征在于，具體操作步驟為：在需要處理的雨水中，投加一定濃度高鐵酸鹽，立即進(jìn)行第一次快速攪拌，待而后投加聚丙烯酰胺并立即加入稀鹽酸調(diào)節(jié)ph，隨后進(jìn)行第二次快速攪拌，然后中速攪拌，最后慢速攪拌；所述第一次和第二次快速攪拌的攪拌速度為300-400?rpm，所述中速攪拌的攪拌速度為150-200?rpm，所述慢速攪拌的攪拌速度為50-70?rpm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雨水中微塑料和微生物的協(xié)同去除方法，其特征在于，所述第一次快速攪拌的攪拌時(shí)間應(yīng)大于等于30min。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雨水中微塑料和微生物的協(xié)同去除方法，其特征在于，所述第一次快速攪拌的攪拌時(shí)間為30-40min?。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雨水中微塑料和微生物的協(xié)同去除方法，其特征在于，第二次快速攪拌的攪拌時(shí)間為1-2?min，中速攪拌的時(shí)間為5-10?min，慢速攪拌的攪拌時(shí)間為20-40?min。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雨水中微塑料和微生物的協(xié)同去除方法，其特征在于，投加稀鹽酸至水體p...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫婧，王彥朝，鄭雄，龍麗麗，徐靖雅，李佳航，
申請(專利權(quán))人：同濟(jì)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。