[發明專利]一種芬頓光催化氧化降解水中多種微囊藻毒素的方法

有效

• 申請號: 200910304909.5
• 申請日: 2009-07-28
• 公開（公告）號: CN101597104A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 董澤琴;張琳;楊再榮;張維
• 申請（專利權）人: 貴州省環境科學研究設計院
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/32;C02F1/66
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所
• 代理人: 程新敏

技術領域

本發明涉及一種去除水體中微囊藻毒素的方法，尤其涉及一種芬頓光催化氧化降解水中多種微囊藻毒素的方法。

背景技術

微囊藻毒素是富營養化水體中由藍藻產生的對人體具有毒害作用的肝毒素，其在水體中普遍存在的是Microcystin-LR(MC-LR)和Microcystin-RR(MC-RR)這兩種毒素，其中MC-LR具有強烈的促腫瘤作用。2006年我國新頒布實施的《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)已明確規定1μg/L作為MC-LR的限值。世界各國分別采用不同方法在藻毒素去除方面進行了大量的實驗研究，但這些方法均存在不同程度的缺陷。就物理方法而言，常規水處理工藝絮凝、沉淀、過濾，對藻毒素的去除效果不佳；一般化學氧化方法，如氯化等會增加溶解性藻毒素濃度，帶來二次污染，而且化學藥劑的加入同時存在三致消毒副產物的危險；一些特殊的微生物菌種對藻毒素具有降解能力，但降解速率一般較小。

目前研究認為去除微囊藻毒素最有效的方法是采用高級氧化技術(Advanced?oxidationprocesses，AOPs)。高級氧化技術主要是利用高活性的自由基在特殊環境下氧化降解污染水中的有機物，實現其完全礦化，而且不受污染水體種類、成分、濃度的限制，并無二次污染。目前在處理藻毒素上應用和研究得比較多的高級氧化技術包括芬頓(Fenton)氧化、紫外光(UV)降解、紫外-過氧化氫(UV-H₂O₂)、紫外-二氧化鈦(UV-TiO₂)光催化氧化等。陳曉國(參考文獻：陳曉國，肖邦定，徐小清等.2003.太陽光/多孔TiO₂膜催化降解微囊藻毒素.中國給水排水，19(7)：16-192003)等利用太陽光/多孔TiO₂膜體系降解藻毒素MC-RR，發現在沒有TiO₂催化條件下，MC-RR濃度變化緩慢，光照840min后只降低了18％，加入多孔TiO₂后濃度變化明顯加快，840min內2.5mg/L的藻毒素降低了88.6％；苑寶玲(參考文獻：苑寶玲，陳一萍，李艷波等.2005.Fenton催化氧化降解藻毒素MC-LR的效能研究.環境科學學報，25(7)：925-929)對Fenton試劑催化氧化降解微囊藻毒素進行了研究，表明對初始濃度約1.36mg/L的MC粗提液，當H₂O₂投加量為8g/L、H₂O₂投量與Fe²⁺投量之比為1/12、pH值2.0時，反應時間30min后，微囊藻毒素的去除率可達到90％以上。苑寶玲(參考文獻：苑寶玲，陳一萍，鄭雪琴等.2004.高鐵光催化氧化協同去除藻毒素的研究.環境科學，25(5)：106-108.2004)亦采用高鐵-光催化氧化協同去除藻毒素，結果表明通過投加10mg/L高鐵到光催化體系中，反應30min后可將光催化效率從63％提高到100％。從以上研究可以看出，高級氧化技術能有效去除藻毒素，但普遍存在反應時間長，試劑投加量大的缺點。這是因為單獨使用UV-TiO₂、Fenton或UV-Fenton等都存在氧化劑利用率不高或光能利用率低的缺點，這導致氧化降解藻毒素的時間延長，相應的需要增大氧化劑投加量達到較好的去除效果，而這又必然導致起氧化作用的羥基自由基被氧化劑清除，降低氧化效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種芬頓光催化氧化降解水中多種微囊藻毒素的方法。該方法采用低劑量的催化氧化試劑去除水體中多種微囊藻毒素，并可在短時間內高效降解多種微囊藻毒素且無二次污染。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案：一種芬頓光催化氧化降解水中多種微囊藻毒素的方法。該方法是向被微囊藻毒素污染的水體中加入芬頓試劑和光催化劑，然后用硫酸和氫氧化鈉溶液調節混合液的pH值為2.2～6.2，充分攪拌后，再將反應液置于紫外燈下反應0.5～5min。

上述的芬頓光催化氧化降解水中多種微囊藻毒素的方法中，所述加入的芬頓試劑中H₂O₂的投加濃度較好的是0.05～1mmol/L，芬頓試劑中[H₂O₂]/[FeSO₄]的摩爾比較好的是1/1、5/1、10/1、15/1、30/1或45/1。