[發明專利]浮石負載羥基氧化鐵催化臭氧去除水源水中有機物的方法

無效

• 申請號: 201210176757.7
• 申請日: 2012-05-31
• 公開（公告）號: CN102701426A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 沈吉敏;陳忠林;孔艷麗
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F1/78
• 分類號: C02F1/78;B01J23/78
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及去除水源水中有機物的方法。

背景技術

隨著工農業的迅速發展，我國水源水中有機物污染日益嚴重，現有的水處理工藝去除污染物的功能有限，對水中有機物的去除效果效果不好，操作復雜，成本較高，在處理過程中可能造成二次污染甚至帶來毒性更大的污染,很難適應現在越來越復雜的水質狀況和更加嚴格的水質標準，難以保證飲用水的安全。高級氧化技術是在臭氧化基礎上發展起來的，是利用在氧化過程中產生的具有強氧化性的羥基自由基氧化分解水中的有機污染物。但是目前有些高級氧化技術成本高，操作復雜，有機物去除率低于80%，甚至有些還處于試驗階段，無法大規模推廣使用。

發明內容

本發明是要解決現有的飲用水處理方法中高級氧化技術成本高，操作復雜和有機物去除率低的問題，而提供浮石負載羥基氧化鐵催化臭氧去除水源水中有機物的方法。

本發明中的浮石負載羥基氧化鐵催化臭氧去除水源水中有機物的方法是通過以下步驟實現的：

一、天然浮石的預處理：取粒徑為0.01μm~10mm的天然浮石，放入裝有蒸餾水的容器中，在功率為100W~200W的條件下，超聲清洗2次，每次15min~25min，超聲清洗后的天然浮石再用去離子水沖洗3次，接著在40℃~65℃條件下將其烘干；

二、浮石負載羥基氧化鐵的制備：將經步驟一清洗后的天然浮石放入鐵鹽溶液中浸泡得到混合液，保持溫度為60℃~100℃的條件下，用磁力攪拌器對此混合液進行攪拌，轉速為100rpm~150rpm，在攪拌的同時向此混合液中滴加摩爾濃度為1.0mol/L~3.0mol/L的堿性溶液直至混合液的pH值為11.5~12.5，得到絮狀的鐵氧化物沉淀，將含鐵氧化物沉淀的混合液靜置3h~6h，然后在60℃~80℃進行活化處理后，將此混合液過濾，保留固相物質，用蒸餾水將此固相物質沖洗兩遍，干燥后得到浮石負載羥基氧化鐵，其中鐵鹽溶液為三氯化鐵溶液、硫酸鐵溶液、硝酸鐵溶液或磷酸鐵溶液，鐵鹽溶液的摩爾濃度為0.1mol/L~0.3mol/L，堿性溶液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液，堿性溶液的摩爾濃度為1.0mol/L~3.0mol/L；

三、浮石負載羥基氧化鐵催化臭氧去除水源水中有機物：向催化臭氧化反應器中投加步驟二獲得的浮石負載羥基氧化鐵，將待處理的水源水通入催化臭氧化反應器中，同時通入臭氧，臭氧的通入量為0.5mg/L~50mg/L，待處理的水源水通過催化臭氧化反應器的流速為1m/h~30m/h，與臭氧和浮石負載羥基氧化鐵的接觸時間為1min~30min，流出催化臭氧化反應器后的水就是去除了有機物的飲用水，其中浮石負載羥基氧化鐵與臭氧的重量比為200:（1~20），催化臭氧化反應器為循環式反應器、連續式反應器、非連續式反應器或多級聯用反應器。

本發明的有益效果如下：

1、本發明所述的方法操作簡單，負載羥基氧化鐵作為催化劑促進水中臭氧分解，并產生大量的羥基自由基，實現對水中有機物的去除；

2、本發明中負載羥基氧化鐵的浮石催化劑穩定性好，活性高，不產生二次污染，從而保證出水水質；

3、本發明中負載羥基氧化鐵的浮石催化劑比表面積大，孔隙率高，強度大，穩定性好，催化活性高，使用壽命長，再生方法簡單，來源容易，價格低廉，降低了水處理成本；

4、本發明所述的方法對有機物的去除率高，為85%~90%，高于單獨臭氧化時有機物的去除率；

5、本發明所述的方法是多相催化臭氧化技術，與其它高級氧化法相比，提高了臭氧利用率，是一種新型高效，經濟實用的水處理技術。

具體實施方式

本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式中浮石負載羥基氧化鐵催化臭氧去除水源水中有機物的方法按以下步驟進行：

一、天然浮石的預處理：取粒徑為0.01μm~10mm的天然浮石，放入裝有蒸餾水的容器中，在功率為100W~200W的條件下，超聲清洗2次，每次15min~25min，超聲清洗后的天然浮石再用去離子水沖洗3次，接著在40℃~65℃條件下將其烘干；