[發明專利]一種有效降解水中藻毒素的方法

在審

• 申請號: 201510338111.8
• 申請日: 2015-06-17
• 公開（公告）號: CN104944512A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 胡曉斌;張易祥;吳湘;張榮飛
• 申請（專利權）人: 張易祥
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C02F1/28
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 袁彩君

技術領域:

本發明涉及水體微污染物光降解技術領域，特別涉及一種有效降解水中藻毒素的方法。

背景技術：

微囊藻毒素是有毒藍藻產生的代謝物。微囊藻毒素可改變多種酶活性，引起細胞內一系列生理生化反應紊亂，導致肝細胞損傷，促進腫瘤的發生，可引起原發性肝癌和大腸癌。微囊藻毒素同時還具有多器官毒性、遺傳毒性、神經毒性、免疫毒性，并能引起受試生物發育異常，其毒性效應范圍十分廣泛。世界衛生組織(WHO)推薦的飲用水中藻毒素以MC-LR代表的上限值為1.0μg·L^-1。藻毒素在可見光照射下較穩定，但在紫外光照射下不穩定。

針對微污染水源水的特點，國內外普遍采用生物降解、化學氧化、膜分離技術、吸附劑吸附等處理方法。這些技術存在著處理時間長、處理成本高、效率低等問題。目前，高級氧化技術在水處理中越來越受到重視。高級氧化技術處理污染水的方法通常包括：直接光解，光催化降解、Fenton和類Fenton降解，臭氧氧化等方法。這類方法的優勢在于設備簡單，可以徹底氧化污染物。但由鐵或鐵氧化物和雙氧水構成的類Fenton氧化體系會產生大量鐵泥，使催化劑的催化效率很快降低，同時也給后續處理帶來困難。對于在紫外光照射下不穩定的污染物，直接光解是一種簡便有效的方法。

目前，利用紫外光對污染物進行直接光解或光催化降解的方式有：直接把燈放入水中，稱為浸沒式，或者把紫外線燈放入套管里使用，稱為過流式。

公開號為CN103121733A專利申請書中介紹了一種浸入式紫外光接觸降解水中微污染有機物的裝置，即把一只功率為40-60W、主波長185nm的汞燈插入一個圓柱形容器中以降解污染物。公開號為CN101805040A專利申請書中介紹了一種處理難降解有機物的光催化反應器，主要特點就是把一短波紫外燈裝在石英套管中插入反應容器中，反應容器配有空氣泵和循環水泵。目前，這類反應器存在的一個主要問題就是光效率不高。事實上，水對紫外光的吸收非常強烈，特別是對波長為200nm左右的紫外光。實際測量表明，200nm的紫外光穿過盛有不同水樣的1cm寬石英比色皿后，透過率分別為純水62％，湖水27％，自來水5％和河水1.5％左右。185nm的紫外光穿過盛有不同水樣的1cm寬石英比色皿后，透過率分別為純水100％，自來水89％，湖水74％和河水51％。254nm的紫外光穿過盛有不同水樣的1cm寬石英比色皿后，透過率分別為純水91％，自來水84％，湖水67％和河水45％，見附圖1。通過朗伯-比爾定律進行計算可知，在湖水中距紫外燈3cm、5cm和10cm處，185nm的紫外光強度分別只有原有輻射強度的41％，23％，5.3％左右；254nm的紫外光強度分別只有原有輻射強度的31％，14％，1.9％左右。在河水中距紫外燈3cm、5cm和10cm處，185nm的紫外光強度分別只有原有輻射強度的13％，3.4％，0.1％左右；254nm的紫外光強度分別只有原有輻射強度的9.3％，1.9％，0.037％左右。

由此可見，利用目前的浸入式和過流式紫外光反應器處理水中污染物時，紫外光的絕大部分輻射能都被水吸收，而污染物分子吸收的紫外光只占很小一部分，特別是隨著紫外燈距離的增加，紫外輻射強度的衰減非常大。無論是主波長在185nm還是254nm的紫外燈，在距離其5cm處，有效的紫外輻射已很微弱，在距燈10cm處，紫外輻射已衰減至百分之五，甚至萬分之四以下。因此，目前的紫外反應器反應效率不高且存在著極大的能量浪費。

如何將水中可光解的微污染物分子富集在紫外輻射燈管的近距離內，充分利用紫外輻射有效降解污染物是現有光降解裝置面臨的難題。

分子印跡材料因其具有與模版分子空間尺寸對應的孔結構，能選擇性地吸附模板分子而使其具有獨特的高選擇性吸附功能。石英纖維具有良好的機械性能、耐高溫性能和紫外光透過性能。

發明內容：

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種有效降解水中藻毒素的方法，其將負載有分子印跡功能的二氧化鈦多孔微球的石英纖維濾套與紫外光源配合使用，對微污染水中微囊藻毒素MC-LR進行選擇性吸附和光降解的方法，有效提高水中藻毒素的降解效率。

本發明解決所述技術問題的方案為：一種有效降解水中藻毒素的方法，包括如下處理步驟，