本發明專利技術屬于給水處理技術領域，涉及一種去除飲用水中污染物的方法，包含以下步驟：（1）向未處理的引用水中同時投加高錳酸鉀和負載型釕催化劑，將上述混合物置于接觸反應器中反應；（2）利用沉淀池將反應后的催化劑與水分離，得到處理后的水。本發明專利技術投加的負載型釕催化劑可以大大提高高錳酸鉀對微污染物的去除效率，在近中性條件下，反應0.5～2.0h，本方法對原水中苯胺類物質、酚類內分泌干擾物以及苯并三唑類光穩定劑的氧化速率提高200～800%，去除率提高15～200%。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于給水處理
，涉及一種去除飲用水中污染物的方法。
技術介紹
隨著經濟及工業的發展，水資源的持續污染日益嚴重，與此同時，生活水平的提高也使得人們對于飲用水的安全保障要求日益嚴格。新材料新技術的開發使水環境中的污染物種類日益增加，水中微污染物如苯胺類物質，酚類內分泌干擾物以及苯并三唑類光穩定劑對傳統的水處理工藝提出了嚴峻的挑戰，國內外的實驗研究與實際生產運行結果表明，受以上三類物質污染的水體通過常規的混凝、沉淀、過濾、消毒工藝對微污染物的去除率只能達到2(Γ30%。因此，為了保障飲用水安全，需要在傳統過程中引進預氧化工藝或者深度處理工藝。 目前給水處理中常用的氧化藥劑主要有液氯、二氧化氯、臭氧和高錳酸鉀等。相比于其他幾種氧化藥劑，高錳酸鉀不會產生有毒有害的消毒副產物，其還原產物二氧化錳具有吸附、助凝等作用，可強化水體中污染物的去除，并且易于分離，除此之外，高錳酸鉀便于運輸存儲、使用方便。但高錳酸鉀的氧化速率較低，要得到與液氯、二氧化氯或者臭氧相同的去除效果，需要的氧化時間和投加量會增大，因此也就帶來了基建成本和運行費用的增加。前期的研究的結果表明，給水工藝中的大部分氧化劑并不能將有機物完全礦化，高錳酸鉀(250 μ Μ)氧化雙酚A (25 μ Μ)的過程中，TOC的去除率僅為50%左右，并且隨著氧化時間的增長，TOC的去除率變化不大。臭氧氧化過程中也存在類似的現象，當氧化時間延長4h時，TOC的去除率只提高了 16%。因此我們推斷，雖然在氧化過程中微污染物的母體得到了較好的去除，但是這些母體轉化的中間產物更難礦化，并且這些中間產物的毒性大多仍然未知。為了完全將微污染物的毒性消除，最安全可靠的方法是將這些難降解的中間產物徹底礦化，轉化為CO2和H2O。釕為鉬系貴金屬元素的一種，經常用作合成氨的第二代催化劑；另外在有機合成方面，釕催化劑在有機加氫反應中呈現出較高的催化活性。近年來，有研究顯示釕催化劑在強堿性和強酸性氧化還原體系中均可以提高反應速率，強化有機污染物的去除效果。本課題組前期的研究結果也證明在中性條件下微量均相釕催化劑的存在可以大大提高高錳酸鉀對苯胺類物質、酚類內分泌干擾物和苯并三唑類光穩定劑的去除速率，并且可以提高其礦化率。但均相催化劑在反應結束后依然會存留于水體中，易引入二次污染；同時，均相催化劑不能回收和重復利用會增加催化劑投資，增大水處理成本。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了為克服現有技術中的缺陷，而提供一種去除飲用水中污染物的方法。為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案本專利技術的負載型釕催化劑能夠克服高錳酸鉀單獨氧化去除微污染物時氧化速率慢和去除效率低，目標污染物無法被完全礦化，以及均相催化劑無法回收重復利用、引入二次污染和增加運行成本等問題，為水體中微污染物的去除提供一種高效、持續的方法。一種去除水中微污染物的方法，包含如下步驟(I)向未處理的飲用水中同時投加高錳酸鉀和負載型釕催化劑，將上述混合物置于接觸反應器中反應；(2)利用沉淀池將反應后的催化劑與水分離，得到處理后的水。所述的負載型釕催化劑為非均相催化劑，其中釕的來源為三羰基二 (三苯基膦)合釕、二氯二羰基合釕、二氯四(三苯基膦)合釕、二氯三(三苯基膦)合釕、二氫化羰基三(三苯基膦)合釕、一氯氫化羰基三(三苯基膦)合釕、二氯三羰基合釕二聚物、二氧化釕、四醋酸一氯合二釕、三氯化釕、硫酸釕、乙酰丙酮釕或氯釕酸銨中的一種或一種以上。 所述的負載型釕催化劑的載體為活性氧化鋁、二氧化鈰、二氧化鈦、氫氧化鐵、氧化鋯、綠色氧化鎳、三氧化二鐵、羥基氧化鐵、四氧化三鈷、三氧化二鈷、二氧化硅、凹凸棒礦物、陶瓷顆粒、大孔樹脂、活性炭、沸石或粘土中的一種或一種以上。所述的步驟(I)中負載型釕催化劑中釕元素含量為載體重量為O. 02 2%。所述的步驟(I)中反應時間為O. 5 2. Oh。所述的步驟(I)中未處理的飲用水的pH為6. 5-8. 5。所述的步驟(I)中高錳酸鉀的投加量為I. (Tl2mg/L。所述的步驟(I)中負載型釕催化劑的投加量為2. (Tl5mg/L，以釕計。所述的步驟(I)中未處理的飲用水中含有的微污染物是苯胺類物質、酚類內分泌干擾物或苯并三唑類光穩定劑等微污染物中的一種或一種以上。所述的苯胺類物質選自苯胺、鄰甲基苯胺、間甲基苯胺或對甲基苯胺等中的一種或一種以上。所述的酚類內分泌干擾物選自雙酚A、三氯生或2，4- 二氯苯酚等中的一種或一種以上。所述的苯并三唑類光穩定劑選自苯并三氮唑、5-甲基-苯并三氮唑或二甲基苯并三氮唑等中的一種或一種以上。所述的步驟(2)中催化劑和水在沉淀池中靜置分離，分離時間為O. Γ0. 2h。所述的接觸反應器為采用水廠常用絮凝池的形式，如水力絮凝池、折板絮凝池及網格絮凝池或者機械攪拌絮凝池。所述的反應池的參數可參考室外給水設計規范(GB50013-2006)中各絮凝池的相關規定，以達到藥劑混合及降解污染物的目的。所述的負載型釕催化劑的制備方法，包含以下步驟(I)確定載體對溶劑(去離子水)的吸收能力，然后按照所需負載量將固態釕溶于酸性溶劑(pH < 4的去離子水)后，調節溶液至酸性，與載體充分混合后振蕩；(2)振蕩時間大于4h以后，用去離子水充分沖洗載體至沖洗液pH呈中性；(3)將沖洗后的載體置于真空干燥箱中，105° C，干燥時間大于4h，冷卻至室溫后，密閉儲存即可。本專利技術主要針對給水處理工藝中微污染物的去除，利用負載型釕催化劑催化高錳酸鉀氧化過程，大大提高了高錳酸鉀的氧化速率，從而達到高效降解水中微污染物的目的。本專利技術方法可以單獨使用，也可以與其他水處理工藝聯合使用。將高錳酸鉀和負載型釕催化劑加到氧化接觸反應器中對受污染水體進行處理，或者將催化劑填充到反應柱中，當含高錳酸鉀氧化劑的受污染水體流經過反應柱時，負載型釕催化劑發揮其催化作用。根據水體受污染的程度，高錳酸鉀的投加量控制在l.(Tl2mg/L，催化劑投加量控制在2.0 15mg/L。本專利技術同傳統高錳酸鉀氧化技術相比，具有以下幾點優勢I.通過采用非均相催化劑，本專利技術大大提高了微污染物的礦化率，使得大部分甚至全部的TOC轉化為CO2和H2O,因此有效地去除了有機物的毒性，更好的保障了水(特別是飲用水)的安全，這是本專利技術方法最大的優點。2.本專利技術在中性條件下使用負載型釕催化劑催化高錳酸鉀氧化水中微污染物，負載型釕催化劑的投加不改變原水的PH值及各項物理指標；負載型釕催化劑使用方便，易于固液分離；反應后，釕化合物基本無泄漏(低于ICP-AES的檢出限O. 03mg/L),因 此不會引入水體的二次污染，安全可靠。通過重復性使用實驗證明，負載型釕催化劑重復使用10次以上時催化活性穩定，因此該催化劑適合應用于長期連續運行的工藝。2.本專利技術與現行的傳統高錳酸鉀氧化技術相比，可以減少高錳酸鉀藥劑的投加量；并且縮短反應時間，節省基建投資。3.本專利技術與現行的傳統高錳酸鉀氧化技術相比，具有反應速率快，去除效率高等優點。例如對于初始濃度為O. 5mgL的苯胺溶液，pH值為7. O ( ±0. 1)，溫度為25° C時，反應30min，投加負載型釕催化劑后去除率可提高40%(圖I)。由此可見負載型釕催化劑可加速有機污染物的分解和轉化。對比多種有機污本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種去除水中微污染物的方法，其特征在于：包含如下步驟：（1）向未處理的飲用水中同時投加高錳酸鉀和負載型釕催化劑，將上述混合物置于接觸反應器中反應；（2）利用沉淀池將反應后的催化劑與水分離，得到處理后的水。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：喬俊蓮，關小紅，
申請(專利權)人：同濟大學，
類型：發明
國別省市：
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