[發明專利]對水中嗅味物質去除的方法

有效

• 申請號: 201310047570.1
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103121732A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 邵嘉慧;劉芭;李雯璽;趙玲;何義亮
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;C02F1/32;C02F1/44;C02F1/58
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明涉及一種去除水中嗅味物質的方法，屬于水處理技術領域。

背景技術

水體中的有機污染物和富營養化使水源水不同程度出現嗅味。嗅味能被飲水者最直觀地判斷，是人類評價飲用水質量最早和最直接的參數。美國早在19世紀就發現了水體異味問題，2005年對北美五大湖的59個飲用水處理廠的調查中發現多達20%的水廠都存在嚴重的嗅味問題。國內某些自來水廠生產的飲用水中也發現了不同程度的嗅味問題，導致消費者對自來水水質的投訴不斷增多。飲用水中的嗅味一直是困擾水處理廠的棘手問題，2007年我國發生的無錫“水危機”使人們更多關注飲用水嗅味問題。我國最新頒布的飲用水水質標準（GB5749-2006）中規定生活飲用水不得有異嗅和異味，而且自2007年7月1日，在常規檢驗中，嗅味列入了出廠水、管網水的必測項目，同時規定2-甲基異茨醇和土臭素這兩種典型嗅味物質的限值為10ng/L。這一標準的執行，使得大多數水廠現有的水處理工藝面臨著嚴峻的考驗，對嗅味物質的有效去除成為迫切需要解決的問題。

傳統的給水處理工藝例如絮凝、沉淀、過濾和消毒去除嗅味物質的效率較低，去除率一般低于20%。現在通常采用吸附技術、氧化技術、生物技術和膜技術等技術去除嗅味物質，這些技術能在不同程度上有效地去除嗅味物質，但它們都存在各自的優缺點。如，利用活性炭吸附技術處理水中嗅味物質是目前水廠中普遍采用的工藝，但存在著吸附容量有限，吸附再生成本高等問題。氧化技術是利用化學氧化破壞嗅味物質的結構從而達到去除目的方法，主要采用KMnO₄、NaClO、H₂O₂等氧化劑，雖然可以有效處理較低濃度的致嗅物質，但對于高濃度的致嗅物質的去除效果并不佳。另外，TiO₂等納米光催化氧化技術也被嘗試用來去除水中嗅味物質，這種技術是TiO₂等納米催化劑在特定光源的照射下，逐步將污染物氧化最終生成CO₂和H₂O等無機小分子，能夠大大降低甚至消除污染物對環境的危害，因其高效、環境友好而備受關注。然而，TiO₂等光催化技術在實際應用中存在TiO₂等納米催化劑分離回收困難和光能利用率低等問題。近年來，運用生物處理技術去除水中特定污染物越來越受到人們的廣泛關注，但由于降解速率慢，不適用于水廠凈化工藝。膜分離技術具有節能，工藝簡單，不需加藥劑，運行可靠，設備緊湊和容易自動控制等優點。RO和NF由于滲透速率較低和操作費用高等缺點在水廠中應盡可能地避免采用，同時RO和NF都對水中人體健康有益的離子以及微量元素等有較好的去除，出水不適合長期飲用。超濾技術對分子量為1000～300000的膠體和大分子物質具有良好的截留能力，過程操作壓力較低，膜通量較大，膜制備及應用技術較成熟，投資成本和運行費用較低等優點，在水處理領域中占有重要的地位，但由于水中嗅味物質的分子量較小，單純使用超濾膜無法有效去除水中的嗅味物質。

經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利CN101898125A（公開日：2010.12.01）描述了一種用于去除水中嗅味物質和重金屬離子的竹炭及其制備方法，其涉及的是吸附技術對嗅味物質的去除。靳朝喜、李懷超、邱穎和劉睿在《北方環境》2010年6月第22卷第3期50～53頁發表了題為《飲用水處理中嗅和昧的去除研究進展》。康偉、胡海修和杜建在《山西建筑》2008年1月第34卷第3期191～192頁發表了題為《飲用水除嗅味技術的研究進展》。這兩篇文章詳細論述了近些年來一些處理水中嗅味物質的新方法，并對各種方法進行了綜合評述。但在這些新方法中并未見采用無機-有機雜化光催化分離膜對嗅味物質去除的報道。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種利用無機-有機雜化光催化分離膜去除水中嗅味物質的方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種去除水中嗅味物質的方法。本發明的去除水中嗅味物質的方法能同時發揮無機-有機雜化光催化分離膜上無機納米光催化劑對嗅味物質的降解作用和膜材料對污染物的去除特性，并將光催化和膜分離兩個相互獨立的單元有機融合為一個單元操作。它可以同時具有光催化和膜分離的優勢，避免了光催化劑的分離回收問題；并且，嗅味物質能夠被降解甚至被徹底礦化從而大大減少了濃縮液中嗅味物質濃度甚至徹底消除嗅味物質；同時，親水性TiO₂無機納米催化劑的摻入提高了分離膜的親水性，從而能有效地控制膜污染。