一种废水除臭剂及其在废水除臭中的应用

1.本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种废水除臭剂及其在废水除臭剂中的应用。


背景技术：

2.工业发展带来的水污染和大气污染日益严重。其中，一些废水中含有大量的恶臭物质，这些污染物会扩散到空气中进而影响周围空气环境，危害人体健康。因此在排放前或者回用前，必须采取适当的技术手段进行处理。这些恶臭气体主要分为五大类：1.含硫化合物，有机硫醇类，有甲硫醇、乙硫醇；有机硫醚类有二甲基硫醚、二乙基硫醚；无机硫化物有硫化氢、二硫化碳、二氧化硫等；2.含氮化合物，有机含氮化合物有二甲胺、三甲胺、乙二胺；无机含氮化合物有二氧化氮、氨气、硫化铵等；3.含氧有机化合物，有甲醛、甲醇、苯酚、甲酚等；4.卤素及其衍生物，有氟、氯、氯化氢、溴等；5.烃类及芳香烃，有苯乙烯、苯、甲苯、二甲苯等。这些物质溶解在废水中，逸散到空气中，具有恶臭味，不仅污染环境，会危害人的呼吸系统、循环系统、消化系统、内分泌系统以及神经系统，使人恶心、呕吐；严重时还会导致休克、死亡。
3.造纸厂废水处理产生的污泥含水率较高，压滤出来的废水就散发着一股刺鼻性气味。常规的物理、化学方法处理这些废水时，操作复杂，成本太高以及机器的日常工作和维护也相当耗费人力物力财力。另，常见的除臭剂组成和制备工艺复杂，成本高，且用量大，除臭效果仍有待提高；如中国专利cn105129872a(公开日为2015年12月09日)公开了一种废水除臭剂，将柠檬、芦荟、柿子、芹菜、桔子和苹果压榨取汁并混合得到混合物m1；然后将混合物m1、丝兰提取物、银杏提取物、苦参提取物、麝香草提取物、侧柏叶提取物、百合提取物和松节油混合蒸煮得到混合物m2；再以醇为萃取液对所述混合物m2进行萃取上层液体以得到萃取液，再把萃取液蒸发、浓缩、干燥得到植物型除臭剂，这种除臭剂配制试剂较多，操作复杂，需要经过繁琐的提取工艺，相对成本较高。又如中国专利cn108722099a(公开日为2018年11月02日)公开了一种具有抑菌作用的环保型除臭剂及其制备方法，将山苍子、单面针和穿心莲，干燥处理后粉碎得混合样，加入去离子水，采用超声波破壁技术进行超声处理，得混合料a；再将荷叶和去离子水送入榨汁机进行榨汁后得汁液，与前述汁液混合，然后剪切搅拌过滤，得混合料b；得到的混合料b中依次边搅拌边加入蒲公英提取物和芦蒿提取物，再送入超声波微波组合反应仪中，在常温下进行处理，过滤，减压浓缩，即得除臭剂，该除臭剂利用各种天然植物进行除臭，对抑菌和除硫化氢氨气有一定效果，但是制备过程复杂，且无法对其他恶臭气体如醛类、烃类、脂肪酸等气体进行有效去除。
4.因此，急需提供一种可以高效快速地去除废水臭味，且成本低的废水除臭剂。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，克服现有技术中处理废水操作复杂、成本太高、应用范围窄、除臭效果不明显等不足，提供一种可以高效快速地去除废水臭味以及cod，且制备方法简
单，成本低的废水除臭剂。本发明的废水除臭剂，在过氧化氢和过硫酸盐两种强氧化剂的共同作用下，可以在弱酸及偏碱性内有效地去除造纸厂污泥压滤废水中恶臭物质以及降低废水的色度，最大限度地使压滤废水得到回用；mn
2+
作为催化剂和活化剂，能够催化h2o2的有效分解和过硫酸盐的活化，进一步提高废水降低cod的效率，可以在较低添加量的情况下，能够快速进行废水除臭，对废水无二次污染，是一种环境友好且高效的废水除臭剂。
6.本发明的另一目的在于，提供上述废水除臭剂废水除臭中的应用。
7.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种废水除臭剂，包括过氧化氢、过硫酸盐和水溶性二价锰盐三种组分；其中，过氧化氢、过硫酸盐中的过硫酸根和水溶性二价锰盐中的二价锰离子的摩尔比为1:0.067～0.4:0.067～0.6。
9.在本发明中，h2o2作为一种强氧化剂，在水中可以产生高效活性的羟基自由基(
·
oh)，因其有极高的氧化电位(2.80ev)，其氧化能力极强，与大多数有机污染物都可以发生快速的链式反应，无选择性地把有害物质氧化成co2、h2o或矿物盐，无二次污染；但在中性或者碱性条件下h2o2容易生成氧气和水，而不是产生羟基自由基等对有机污染物具有破坏的自由基；而本发明中的过硫酸盐不仅能在宽ph值范围内产生硫酸根自由基(so4‑
·
)，具有强氧化性，可以与废水中的有机物进行氧化反应，而且其释放的so4‑
·
可以与碱性废水中的oh
‑
反应生成
·
oh，从而使ph值降低，促进h2o2产生羟基自由基(
·
oh)，使降解恶臭物质的能力增强，从而达到除臭的目的；与此同时，mn
2+
作为催化剂和活化剂，能够催化h2o2的有效分解和过硫酸盐的活化，两种氧化剂联用能在较宽ph范围内有效地去除压滤废水中恶臭物质以及降低废水的色度、cod，最大限度地使压滤废水得到回用。
10.优选地，所述过氧化氢、过硫酸盐中的过硫酸根和水溶性二价锰盐中的二价锰离子的摩尔比为1:0.2～0.4:0.2～0.6。
11.优选地，所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵中的一种或几种的组合。
12.优选地，所述水溶性二价锰盐为硫酸锰或氯化锰中的一种或两种。
13.进一步优选地，所述水溶性二价锰盐为硫酸锰。
14.所述废水除臭剂在废水除臭中的应用也在本发明的保护范围之内。
15.本发明还提供一种废水除臭的方法，将上述废水除臭剂加入到废水中，并混合均匀。
16.需要说明的是，本发明中，所述废水除臭剂三种组分单独保存，在使用时，将三种组分按比例加入水中混合均匀。
17.优选地，所述废水优选为造纸厂污泥压滤废水。
18.优选地，所述废水的ph为6.5～8.2。
19.优选地，所述废水除臭剂的用量为1.0～3.2g/l。
20.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
21.本发明的废水除臭剂，在过氧化氢和过硫酸钾两种强氧化剂的共同作用下，可以在较宽的ph范围内有效地去除压滤废水中恶臭物质以及降低废水的色度，最大限度地达到使压滤废水得到回用；mn
2+
作为催化剂和活化剂，能够催化h2o2的有效分解和过硫酸盐的活化，进一步提高废水除臭的效率，可以在较低添加量的情况下，也能够快速进行废水除臭，对废水无二次污染，是一种环境友好且高效的废水除臭剂。
附图说明
22.图1为市售除臭剂(对比例7)、k2s2o8(对比例3)对废水进行处理前后的浊度对比。
23.图2为k2s2o8(对比例3)、k2s2o8+h2o2(对比例4)对废水进行处理后的浊度对比。
具体实施方式
24.以下结合具体实施例和附图来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。除非特别说明，本发明所用试剂和材料均为市购。
25.本发明各实施例的废水来自造纸厂污泥压滤废水，废水中有机物含量浓度较高，cod值>5000mg/l。
26.实施例1
27.本实施例提供一种废水除臭方法，包括如下步骤：
28.将1.134g质量分数为30％的h2o2(10mmol)、0.181g(0.67mmol)k2s2o8、0.101g(0.67mmol)mnso4依次加入到1l废水中，混合均匀后，继续除臭30min。
29.实施例2
30.本实施例提供一种废水除臭方法，包括如下步骤：
31.将1.134g质量分数为30％的h2o2(10mmol)、0.181g(0.67mmol)k2s2o8、0.906g(6mmol)mnso4依次加入到1l废水中，混合均匀后，继续除臭30min。
32.实施例3
33.本实施例提供一种废水除臭方法，包括如下步骤：
34.将1.134g质量分数为30％的h2o2(10mmol)、1.081g(4mmol)k2s2o8、0.101g(0.67mmol)mnso4依次加入到1l废水中，混合均匀后，继续除臭30min。
35.实施例4
36.本实施例提供一种废水除臭方法，包括如下步骤：
37.将1.134g质量分数为30％的h2o2(10mmol)、1.081g(4mmol)k2s2o8、0.906g(6mmol)mnso4依次加入到1l废水中，混合均匀后，继续除臭30min。
38.实施例5
39.本实施例提供一种废水除臭方法，包括如下步骤：
40.将1.134g质量分数为30％的h2o2(10mmol)、0.541g(2mmol)k2s2o8、0.906g(6mmol)mnso4依次加入到1l废水中，混合均匀后，继续除臭30min。
41.实施例6
42.本实施例提供一种废水除臭方法，包括如下步骤：
43.将1.134g质量分数为30％的h2o2(10mmol)、0.476g(2mmol)na2s2o8、0.101g(0.67mmol)mnso4依次加入到1l废水中，混合均匀后，继续除臭30min。
44.实施例7
45.本实施例提供一种废水除臭方法，包括如下步骤：
46.将1.134g质量分数为30％的h2o2(10mmol)、0.685g(3mmol)(nh4)2s2o8、0.690g(6mmol)mnso4依次加入到1l废水中，混合均匀后，继续除臭30min。
47.对比例1
48.本对比例提供一种废水除臭方法，包括如下步骤：
49.将1.134g质量分数为30％的h2o2(10mmol)、0.135g(0.5mmol)k2s2o8、0.101g(0.67mmol)mnso4依次加入到1l废水中，混合均匀后，继续除臭30min。
50.对比例2
51.本对比例提供一种废水除臭方法，包括如下步骤：
52.将1.134g质量分数为30％的h2o2(10mmol)、0.181g(0.67mmol)k2s2o8、0.076g(0.5mmol)mnso4依次加入到1l废水中，混合均匀后，继续除臭30min。
53.对比例3
54.本对比例仅使用1.416g k2s2o8作为废水除臭剂，加入到1l废水中混合均匀后，继续除臭30min。
55.对比例4
56.本对比例与实施例1的区别在于，没有添加mnso4。
57.对比例5
58.本对比例与实施例1的区别在于，将0.101g(0.67mol)mnso4替换为0.102g(0.67mol)feso4。
59.对比例6
60.本对比例与实施例1的区别在于，未添加过硫酸盐k2s2o8。
61.对比例7
62.本对比例选用购自南京奥可信生物技术有限公司，白金底改牌号的除臭剂(主要成分为95wt％的过硫酸盐)。
63.将3.120g上述除臭剂加入到1l废水中进行除臭30min。
64.对上述实施例及对比例的废水处理效果进行检测和对比：
65.1)ph测试：使用ph计对废水除臭前后进行检测。
66.2)浊度：通过肉眼观察进行对比分析，将浊度分为3个等级，其中i表示轻度，ii表示中度，iii表示重度；至少5人(色觉正常，没有色盲、色弱现象)对浊度进行评价，结果取平均值，具体结果详见表1以及图1～2。
67.3)除臭效果评价：通过人嗅觉对比分析除臭前后的气味浓度，将除臭效果分为0
‑
5五个等级，等级越高，臭味去除效果越好；至少5人(嗅觉正常)对除臭效果进行评价，结果取平均值，具体结果详见表1。
68.4)cod测试：cod为化学需氧量，用来测量水样中需要被氧化的还原性物质的量(一般为有机物)，因此，cod的去除率可以间接证明水中有机物含量的减少，其中，cod测试按照国家标准《hj/t 399
‑
2007》进行测试。
69.结果如表1所示：
70.表1 实施例及对比例所述除臭剂的废水处理效果
[0071][0072]
由上述结果可以看出，本发明的实施例制备的废水除臭剂可以在酸性和碱性条件下(ph在6.5～8.2)内均有较好的除臭效果。
[0073]
对比例1～2的结果表明，当废水除臭剂中其中某一组分用量过多或过少(如当k2s2o8用量过多或mnso4用量过少)时，该废水除臭剂的除臭效果显著降低；
[0074]
实施例1、对比例3和4的对比可以看出，仅使用过硫酸钾作为废水除臭剂时，废水浊度处理效果不明显，当选用过硫酸钾与过氧化氢混合作为废水除臭剂时，废水的浊度得到明显的改善，但从表1的结果中可以看出，其除臭效果远低于实施例1。
[0075]
实施例1与对比例4可以看出，添加mn
2+
作为催化剂和活化剂后，除臭效果得到显著提升，浊度也得到进一步改善。
[0076]
实施例1与对比例5可以看出，fe
2+
的催化效果远不及mn
2+
。
[0077]
实施例1和对比例6可以看出，未添加过硫酸盐的除臭剂，对碱性废水的处理效果较差。
[0078]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。