本發(fā)明涉及水處理，尤其涉及一種使用超細(xì)粉末活性炭去除水中全氟化合物的方法。

背景技術(shù)：

1、全氟化合物是一種自然界中不存在的，由人工合成的新型持久性有機(jī)化合物。其分子中與碳原子相連的氫原子全部被氟原子所取代，并與羧基、磺酸基等各種親水性基團(tuán)相連。全氟化合物具有疏水、拒油、耐高溫、顯著降低水表面張力等各種優(yōu)良的性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。然而，全氟化合物具有極高的穩(wěn)定性，自然界中常規(guī)的太陽(yáng)光照、化學(xué)作用和微生物的代謝作用等都無(wú)法使其降解，且全氟化合物在生物體內(nèi)能夠長(zhǎng)期存在，對(duì)生物體產(chǎn)生生殖毒性、內(nèi)分泌干擾毒性、肝臟毒性和免疫毒性等諸多不利影響，目前全氟辛酸和全氟辛基磺酸已經(jīng)被列為iarc?1類和2b類致癌物。

2、大量的使用讓全氟化合物不可避免地隨著各種途徑進(jìn)入到水環(huán)境中，主要河湖水體都受到了全氟化合物污染的威脅。全氟化合物雖然通常以極低濃度存在于水體中，但其會(huì)隨徑流進(jìn)入水源地，而常規(guī)自來(lái)水廠的設(shè)計(jì)初衷只針對(duì)顆粒物和病原微生物，對(duì)全氟化合物去除效果十分有限，因此大部分全氟化合物會(huì)進(jìn)入出廠水和龍頭水，并通過(guò)飲用水暴露途徑被人體攝入。同時(shí)，2023年4月，新版《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(gb5749-2022)正式實(shí)施，將全氟辛酸和全氟辛基磺酸納入附錄，規(guī)定限值分別為80ng/l和40ng/l，這都給飲用水行業(yè)控制全氟化合物污染風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)了新的要求和挑戰(zhàn)。

3、活性炭吸附是目前去除飲用水中全氟化合物有效且可行的方法。但自來(lái)水廠現(xiàn)有工藝中采用的顆?；钚蕴炕蚧钚蕴坑捎诹捷^大，在廠內(nèi)有限的接觸時(shí)間內(nèi)無(wú)法充分發(fā)揮其吸附容量，使其對(duì)全氟化合物的吸附效果十分有限。因此，對(duì)水廠現(xiàn)有活性炭吸附技術(shù)進(jìn)行升級(jí)，提高對(duì)全氟化合物的去除效果，具有顯著的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明提供了一種使用超細(xì)粉末活性炭去除水中全氟化合物的方法。該方法采用超細(xì)粉末活性炭及其配套的強(qiáng)化混凝沉淀工藝，實(shí)現(xiàn)了水中全氟化合物的有效去除，使用高分子絮凝劑的強(qiáng)化混凝工藝在高效沉降分離投加到水中的超細(xì)粉末活性炭的同時(shí)，進(jìn)一步提高全氟化合物的去除效果，避免了超細(xì)粉末活性炭帶來(lái)的額外影響，降低了出水中全氟化合物的濃度，保障了自來(lái)水廠、生活污水處理廠、工業(yè)廢水處理廠、再生水廠出水水質(zhì)滿足相關(guān)要求。

2、為此，本發(fā)明第一方面提供了一種使用超細(xì)粉末活性炭去除水中全氟化合物的方法，所述方法包括以下步驟：

3、在含有全氟化合物的待處理水樣中加入活性炭炭漿，進(jìn)行第一攪拌處理，得到第一混合液；

4、向所述第一混合液中加入混凝劑，進(jìn)行第二攪拌處理，得到第二混合液；

5、向所述第二混合液中加入絮凝劑，進(jìn)行第三攪拌處理，得到第三混合液；

6、去除所述第三混合液中的沉淀，從而實(shí)現(xiàn)所述待處理水樣中全氟化合物的去除；

7、其中，所述活性炭炭漿中采用的活性炭為超細(xì)粉末活性炭，所述超細(xì)粉末活性炭的中值粒徑為1μm-5μm，比表面積為900m2/g-1500m2/g，平均孔徑為1.5nm-2.0nm，總孔隙容積0.4ml/g-0.8ml/g。

8、本發(fā)明提供的方法通過(guò)采用預(yù)加工中值粒徑小于5μm的超細(xì)粉末活性炭來(lái)吸附水中的全氟化合物，同時(shí)配合混凝劑與絮凝劑聯(lián)用的強(qiáng)化混凝工藝，將吸附全氟化合物的超細(xì)粉末活性炭從水中高效分離，避免了超細(xì)粉末活性炭對(duì)自來(lái)水廠原有工藝的沖擊；同時(shí)，該方法中使用的超細(xì)粉末活性炭以預(yù)加工炭漿的形式運(yùn)輸并在水廠投加，規(guī)避了該超細(xì)粉末活性炭在生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用過(guò)程中可能會(huì)帶來(lái)的粉塵爆炸隱患，降低了工人操作環(huán)境污染問(wèn)題；此外，本發(fā)明選用的絮凝劑還能進(jìn)一步通過(guò)靜電作用將全氟化合物進(jìn)一步去除，充分保障水質(zhì)安全。

9、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述活性炭炭漿中超細(xì)粉末活性炭的含量為10wt％-30wt％。

10、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一混合液中所述超細(xì)粉末活性炭的含量為5mg/l-40mg/l。

11、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第二混合液中所述混凝劑的含量為5mg/l-20mg/l。

12、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述混凝劑包括聚合氯化鋁、硫酸鋁、三氯化鐵、聚合硫酸鐵中的至少一種。

13、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述混凝劑中單質(zhì)鋁或單質(zhì)鐵的含量≥10wt％。

14、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第三混合液中所述絮凝劑的含量為0.1mg/l-1mg/l。

15、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述絮凝劑包括陽(yáng)離子型絮凝劑。

16、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述陽(yáng)離子型絮凝劑包括陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨中的至少一種。

17、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述全氟化合物包括全氟烷基酸、全氟烷基磺酸中的至少一種。

18、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述全氟烷基酸包括全氟丁酸、全氟戊酸、全氟己酸、全氟庚酸、全氟辛酸、全氟壬酸、全氟癸酸中的至少一種。

19、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述全氟烷基磺酸包括全氟丁基磺酸、全氟己基磺酸、全氟辛基磺酸、全氟癸基磺酸中的至少一種。

20、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一攪拌處理的時(shí)間為5min-30min。

21、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一攪拌處理的攪拌強(qiáng)度以水力梯度計(jì)為600/s-1000/s。

22、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第二攪拌處理的時(shí)間為10s-60s。

23、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第二攪拌處理的攪拌強(qiáng)度以水力梯度計(jì)為600/s-1000/s。

24、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第三攪拌處理的時(shí)間為10min-30min。

25、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第三攪拌處理的攪拌強(qiáng)度以水力梯度計(jì)為30/s-60/s。

26、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述方法進(jìn)一步包括：

27、在含有全氟化合物的待處理水樣中加入ph調(diào)節(jié)劑，調(diào)節(jié)所述待處理水樣的ph值為6.0-7.5。

28、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述ph調(diào)節(jié)劑包括酸性調(diào)節(jié)劑和/或堿性調(diào)節(jié)劑。

29、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述酸性調(diào)節(jié)劑包括硫酸、鹽酸、硝酸、二氧化碳中的至少一種。

30、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述堿性調(diào)節(jié)劑包括氫氧化鈉、石灰、碳酸鈉中的至少一種。

31、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，去除所述第三混合液中的沉淀的步驟包括：

32、對(duì)所述第三混合液進(jìn)行沉淀處理，至上清液的濁度＜1ntu；

33、對(duì)所述上清液進(jìn)行過(guò)濾處理，至濾液的濁度＜0.3ntu。

34、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述沉淀處理的時(shí)間為30min-120min。

35、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述方法進(jìn)一步包括：

36、對(duì)所述上清液進(jìn)行過(guò)濾處理，至濾液的濁度＜0.3ntu，調(diào)節(jié)所述濾液的ph值為6.5-8.5。

37、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果：

38、(1)本發(fā)明提供的方法采用粒徑更小的超細(xì)粉末活性炭對(duì)全氟化合物具有更好的去除效果，但超細(xì)粉末活性炭本身在水中不易除去，會(huì)造成二次污染，本發(fā)明通過(guò)聯(lián)用特定的混凝劑和絮凝劑、并采用特定的步驟和工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)整體較好的相互作用，能高效除去超細(xì)粉末活性炭，避免了使用超細(xì)粉末活性炭帶來(lái)的二次污染問(wèn)題，減少了對(duì)自來(lái)水廠、生活污水處理廠、工業(yè)廢水處理廠、再生水廠現(xiàn)有工藝的干擾；此外，本發(fā)明選用的絮凝劑還能進(jìn)一步去除全氟化合物，提升水處理效率；

39、(2)本發(fā)明使用的超細(xì)粉末活性炭以預(yù)加工炭漿的形式運(yùn)輸并在水廠投加，規(guī)避了該超細(xì)粉末活性炭在生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用過(guò)程中可能會(huì)帶來(lái)的粉塵爆炸隱患，降低了工人操作環(huán)境污染問(wèn)題；

40、(3)本發(fā)明提供的方法簡(jiǎn)單便捷，無(wú)需在水廠增加額外構(gòu)筑物，且使用方式、頻次與規(guī)模靈活便捷，對(duì)飲用水處理成本影響有限，解決了自來(lái)水廠、生活污水處理廠、工業(yè)廢水處理廠、再生水廠面臨的全氟化合物污染問(wèn)題且不產(chǎn)生額外影響，具有較好的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)際應(yīng)用前景。

41、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。