技术领域
[0001] 本
发明涉及饮用
水处理领域，尤其涉及一种去除
饮用水中硒的方法。
背景技术
[0002] 硒是生态环境中重要的微量元素，也是人体必需微量元素。环境中硒过量会导致动
植物机体产生
疾病。事实上，对于
脊椎动物来说，最佳的硒摄入量和可引起毒性效应的硒摄入量间的差别很小。高浓度的硒则会直接危害作物的生长发育，降低产量，导致动物胚胎畸形发育甚至死亡。基于硒的毒性和环境安全性，我国对生活饮用水中硒的浓度做了一定的限制，《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中规定硒浓度的限值为10μg/L。
[0003] 目前，
水体中硒的处理技术主要包括化学
氧化还原法、
吸附法、
反渗透法、
生物法等。吸附法对硒酸盐选择性差，当水中含有多种共存离子尤其是高浓度硫酸根时会严重干扰硒的吸附，去除率低，难以满足严格的水质标准。反渗透法具有除硒效率高，占地小的优点，适合处理小体积的特种含硒
废水，存在高能耗，高成本的缺点，使其难以在水厂进行大规模应用。化学还原法除硒效果好，但需慎重选择环境友好的
氧化剂和还原剂，避免产生二次污染。
专利CN103922511B公开了一种水中微量硒的去除方法，利用高
铁酸盐的强氧化性将四价硒氧化生成容易去除的六价硒，同时利用高铁酸盐还原生成的纳米铁氧化物作为吸附剂，吸附去除水中低浓度的硒。专利CN103153879A公开了使用化学氧化和生物还原去除硒的方法，向硒氰酸盐的废水中加入化学氧化剂，将其氧化为硒酸盐和亚硒酸盐，然后利用
生物膜再将其还原为不溶解的零价硒，从废水中沉淀去除。专利CN101643289A公开了一种水体中微量硒的深度去除方法，利用载有纳米氧化铁复合
树脂对水中的硒进行吸附。专利CN106365244A公开了一种悬浊液态含铁复合
试剂及其制备方法和高效去除水中硒酸盐的方法，利用零价铁粉、水、过氧化氢和
盐酸制备悬浊液态含铁复合试剂对硒酸盐进行吸附，然后进行固液分离。
[0004] 综上所述，目前去除水中硒的方法存在处理技术复杂、运行成本高、易产生二次污染、难以进行大规模应用的问题。
发明内容
[0005] 本发明的目的是为了解决现有除硒技术存在处理技术复杂、运行成本高、易产生二次污染、难以进行大规模应用的问题，而提供了一种利用单过
硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法。
[0006] 本发明的一种利用单
过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法，是通过以下步骤实现的：
[0007] 一、向含硒的待处理水中加入单过硫酸盐，控制单过硫酸盐浓度为5～100mg/L；
[0008] 二、将含有单过硫酸盐的待处理水引入装有锰砂的过滤床，进行过滤处理后，即完成利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法。
[0009] 所述待处理水为
地下水或地表水经混凝、沉淀处理后出水，流程见图1。
[0010] 所述单过硫酸盐为单过
硫酸钾、单过硫酸钠和单过硫酸铵中的一种或几种的混合物。
[0011] 本发明的一种利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法的原理：单过硫酸盐(PMS，HSO5-)能够迅速将吸附在锰砂表面的四价硒(亚硒酸盐)氧化生成易于去除的六价硒(硒酸盐)，锰砂对六价硒的吸附容量是四价硒的5～10倍，单过硫酸盐强化了锰砂对水中硒的去除，达到除硒的目的，同时，剩余的单过硫酸盐还可以作为消毒剂对过滤后水进行消毒处理。
[0012] 本发明的一种利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法具有以下优点：
[0013] (1)氧化剂单过硫酸盐化学性质稳定，运输、储存方便，价格适中，商业易得；
[0014] (2)单过硫酸盐已被国家正式列入饮用水消毒剂产品目录，操作简单方便，不需要额外增加设备，不改变给水厂原有处理工艺，能够进行大规模应用，同时剩余的单过硫酸盐可以作为消毒剂对过滤后水进行消毒处理；
[0015] (3)单过硫酸盐能够迅速将四价硒(亚硒酸盐)氧化生成易于去除的六价硒(硒酸盐)，硒去除效率高，去除率达95％以上；
[0016] (4)单过硫酸盐不与水中存在的天然有机物或溴化物反应产生有毒有害卤代副产物。
附图说明
[0017] 图1是利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的工艺流程；
[0018] 图2是利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的穿透曲线；其中，△表示锰砂单独过滤，▽表示单过
硫酸钾强化锰砂过滤。
具体实施方式
[0019] 本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
[0020] 具体实施方式一：本实施方式为一种利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法，是通过以下步骤实现的：
[0021] 一、向含硒的待处理水中加入单过硫酸盐(PMS，HSO5-)，控制单过硫酸盐浓度为5～100mg/L；
[0022] 二、将含有单过硫酸盐的待处理水引入装有锰砂的过滤床，进行过滤处理后，即完成利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法。
[0023] 所述待处理水为地下水或地表水经混凝、沉淀处理后出水，流程见图1。
[0024] 本发明一种利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法的原理：单过硫酸盐(PMS，HSO5-)能够迅速将吸附在锰砂表面的四价硒(亚硒酸盐)氧化生成易于去除的六价硒(硒酸盐)，锰砂对六价硒的吸附容量是四价硒的5～10倍，单过硫酸盐强化了锰砂对水中硒的去除，达到除硒的目的，同时，剩余的单过硫酸盐还可以作为消毒剂对过滤后水进行消毒处理。
[0025] 本发明的一种利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法具有以下优点：(1)氧化剂单过硫酸盐化学性质稳定，运输、储存方便，价格适中，商业易得；(2)单过硫酸盐已被国家正式列入饮用水消毒剂产品目录，操作简单方便，不需要额外增加设备，不改变给水厂原有处理工艺，能够进行大规模应用，同时剩余的单过硫酸盐可以作为消毒剂对过滤后水进行消毒处理；(3)单过硫酸盐能够迅速将四价硒(亚硒酸盐)氧化生成易于去除的六价硒(硒酸盐)，硒去除效率高；(4)单过硫酸盐不与水中存在的天然有机物或溴化物反应产生有毒有害卤代副产物。
[0026] 具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述的待处理水中的单过硫酸盐浓度为10～90mg/L。其它与具体实施方式一相同。
[0027] 具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述的待处理水中的单过硫酸盐浓度为15～80mg/L。其它与具体实施方式一或二相同。
[0028] 具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述的待处理水中的单过硫酸盐浓度为20～70mg/L。其它与具体实施方式一至三之一相同。
[0029] 具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述的待处理水中的单过硫酸盐浓度为25～60mg/L。其它与具体实施方式一至四之一相同。
[0030] 具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：所述的待处理水中的单过硫酸盐浓度为30～50mg/L。其它与具体实施方式一至五之一相同。
[0031] 具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：所述的待处理水中的单过硫酸盐浓度为35～45mg/L。其它与具体实施方式一至六之一相同。
[0032] 具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：所述的待处理水中的单过硫酸盐浓度为40mg/L。其它与具体实施方式一至七之一相同。
[0033] 具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：单过硫酸盐为单过硫酸钾、单过硫酸钠和单过硫酸铵中的一种或几种的混合物。其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。
[0034] 本实施方式中单过硫酸盐为混合物时，以任意比混合。
[0035] 通过以下
实施例验证本发明的有益效果：
[0036] 实施例一：
[0037] 本实施例的一种利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法，其是通过以下步骤实现的：向含有100μg/L四价硒(亚硒酸盐)的水中，加入20mg/L单过硫酸钾(KHSO5)，然后将水引入锰砂滤柱(锰砂滤柱高为20cm、直径为2cm)进行过滤，滤速为8m/h，利用
等离子体质谱仪测定不同过滤时间滤后水中剩余硒的浓度，硒的去除效果见图2。由附图2锰砂吸附硒的穿透曲线可知，锰砂单独过滤时(图中△所示)，过滤进行10h后，锰砂对硒的吸附量达到饱和，硒穿透；当向锰砂中加入单过硫酸钾时(图中◇所示)，锰砂对硒的吸附量明显增大，60h后锰砂对硒的吸附量达到饱和，硒穿透。主要是由于单过硫酸钾将四价硒氧化为六价硒，而锰砂对六价硒的吸附量是四价硒的5～10倍。
[0038] 实施例二：
[0039] 本实施例的一种利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法，其是通过以下步骤实现的：含100μg/L四价硒的地表水，经过混凝、沉淀处理后，向出水中加入50.0mg/L单过硫酸钾(KHSO5)，将其引入锰砂滤池，过滤后通过等离子体质谱仪测试出水中剩余硒的浓度为5μg/L，去除率达95％，小于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中规定硒浓度为10μg/L的限值。
[0040] 实施例三：
[0041] 本实施例的一种利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法，其是通过以下步骤实现的：含50μg/L四价硒的地下水，向出水中加入50.0mg/L单过硫酸钾(KHSO5)，将其引入锰砂滤池，过滤后通过等离子体质谱仪测试出水中剩余硒的浓度为2μg/L，去除率达96％，小于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中规定硒浓度为10μg/L的限值。
[0042] 实施例四：
[0043] 本实施例的一种利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法，其是通过以下步骤实现的：含100μg/L四价硒的地下水，向出水中加入20mg/L单过硫酸钠，将其引入锰砂滤池，过滤后通过等离子体质谱仪测试出水中剩余硒的浓度为4μg/L，去除率达96％，小于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中规定硒浓度为10μg/L的限值。
[0044] 实施例五：
[0045] 本实施例的一种利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法，其是通过以下步骤实现的：含100μg/L四价硒的地下水，向出水中加入20mg/L单过硫酸铵，将其引入锰砂滤池，过滤后通过等离子体质谱仪测试出水中剩余硒的浓度为3μg/L，去除率达97％，小于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中规定硒浓度为10μg/L的限值。
[0046] 实施例六：
[0047] 本实施例的一种利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法，其是通过以下步骤实现的：含200μg/L四价硒的地表水，经过混凝、沉淀处理后，向出水中加入30mg/L单过硫酸盐，单过硫酸盐是由单过硫酸钾和单过硫酸钠按摩尔比为1:1的比例混合而成，将其引入锰砂滤池，过滤后通过等离子体质谱仪测试出水中剩余硒的浓度为5μg/L，去除率达97.5％，小于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中规定硒浓度为10μg/L的限值。
[0048] 实施例七：
[0049] 本实施例的一种利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法，其是通过以下步骤实现的：含200μg/L四价硒的地表水，经过混凝、沉淀处理后，向出水中加入30mg/L单过硫酸盐，单过硫酸盐是由单过硫酸钾和单过硫酸铵按摩尔比为2:1的比例混合而成，将其引入锰砂滤池，过滤后通过等离子体质谱仪测试出水中剩余硒的浓度为6μg/L，去除率达97％，小于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中规定硒浓度为10μg/L的限值。
[0050] 实施例八：
[0051] 本实施例的一种利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法，其是通过以下步骤实现的：含200μg/L四价硒的地下水，向出水中加入40mg/L单过硫酸盐，单过硫酸盐是由单过硫酸钠和单过硫酸铵按摩尔比为1:1的比例混合而成，将其引入锰砂滤池，过滤后通过等离子体质谱仪测试出水中剩余硒的浓度为4μg/L，去除率达98％，小于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中规定硒浓度为10μg/L的限值。
[0052] 实施例九：
[0053] 本实施例的一种利用单过硫酸盐强化锰砂去除水中硒的方法，其是通过以下步骤实现的：含300μg/L四价硒的地下水，向出水中加入50mg/L单过硫酸盐，单过硫酸盐是由单过硫酸钾、单过硫酸钠和单过硫酸铵按摩尔比为1:1:1的比例混合而成，将其引入锰砂滤池，过滤后通过等离子体质谱仪测试出水中剩余硒的浓度为5μg/L，去除率达98.3％，小于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中规定硒浓度为10μg/L的限值。
[0054] 由此可见，利用单过硫酸盐强化锰砂除硒的水处理方法具有比较突出的优势。
