[發明專利]一種納米銀雙金屬活化過硫酸鹽的水處理消毒方法

在審

• 申請號: 201710021950.6
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106745655A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 馬軍;王盼盼;孫志強;宋丹;林茹
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;B01J23/50;B01J23/68;C02F101/38
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 李紅媛

技術領域

本發明涉及一種水處理消毒的方法。

背景技術

飲用水消毒技術，如氯化消毒、氯胺消毒等，在保障飲用水生物安全性的同時亦不可避免地產生有毒有害的消毒副產物，嚴重威脅當前的飲用水化學安全性。消毒副產物的種類與水中前驅有機物的種類、物化特性、濃度等特點密切相關。三鹵甲烷、鹵乙酸等常規氯化消毒副產物已列入國家的飲用水水質規范，并得到廣泛關注和有效控制。近年來，鹵乙腈、鹵代硝基甲烷、亞硝胺類、鹵代氰、鹵代乙酰胺、鹵代吡咯、有機氯胺等新興的含氮消毒副產物在飲用水廠中的檢出頻率高，且其毒性要比三鹵甲烷、鹵乙酸高出2～3個數量級，已被美國環保局列為優先控制的污染物。

含氮消毒副產物來源于水中氨基酸、脂肪胺等有機氮和氨氮、亞硝酸根離子等無機氮的氯化或氯胺化消毒過程，此類消毒副產物前驅體分子量較低、親水性強，難以被混凝、沉淀、過濾等傳統飲用水處理工藝大幅度去除，出廠水中含氮消毒副產物的潛在風險很大，飲水安全難以保障。此外，因個人護理化妝品、藥物等廣泛使用與排放，污水廠出水、游泳池水、洗浴水、地下水中的含氮消毒副產物的風險也頗大。因此，尋求一種高效去除水中含氮消毒副產物的消毒方法是目前水處理工藝的一個新挑戰。

近年研究表明，紫外輻照降解可以去除某些亞硝胺類的含氮消毒副產物，但其對其他消毒副產物的降解效率頗低，且存在輻照強度難以保持穩定，需定期清洗或更換紫外光源以保持紫外劑量的要求。羥基自由基也能夠降解某些含氮消毒副產物，但降解效率有限，且易受水質本底物質的干擾。尋求高效、簡單的含氮消毒副產物去除方法是水處理消毒領域的難點問題。

發明內容

本發明的目的是要解決現有過硫酸鹽活化效率低、輔助藥劑多、消毒效果不穩定的問題，而提供一種納米銀雙金屬活化過硫酸鹽的水處理消毒方法。

納米銀雙金屬活化過硫酸鹽的水處理消毒方法，具體是按以下步驟完成的：

一、制備納米銀雙金屬催化劑：將AgNO₃溶解在分散溶劑I中，再加入過渡金屬鹽，再在溫度為60℃～156℃、冷卻水回流的條件下攪拌反應0.5h～24h，得到反應物；首先使用丙酮對反應物清洗2次～4次，再使用蒸餾水對反應物清洗2次～4次，再在溫度為-50℃～-80℃下冷凍干燥2h～12h，得到納米銀雙金屬催化劑；

步驟一中所述的AgNO₃與分散溶劑I的質量比為1:(10～50)；

步驟一中所述的AgNO₃與過渡金屬鹽的摩爾比為1:(0.1～1)；

二、向含氮消毒副產物水溶液中依次加入納米銀雙金屬催化劑和過硫酸鹽：

在攪拌速度為400r/min～600r/min和溫度為25℃下，將步驟一中得到的納米銀雙金屬催化劑加入到含氮消毒副產物水溶液中，再在攪拌速度為400r/min～600r/min和溫度為25℃下加入過硫酸鹽，反應0.5min～120min，取樣測定含氮消毒副產物的降解量，即完成一種納米銀雙金屬活化過硫酸鹽的水處理消毒方法；

步驟二中所述的含氮消毒副產物水溶液中含氮消毒副產物的濃度為Aμg/L，其中所述的A的取值范圍為0＜A≤1000；

步驟二中所述的過硫酸鹽與含氮消毒副產物水溶液中含氮消毒副產物的摩爾比為(1～10):1；

步驟二中所述的納米銀雙金屬催化劑與過硫酸鹽的摩爾比為(2～15):1。

本發明的優點：

一、本發明步驟一中選用的分散劑I具有同步還原AgNO₃和過渡金屬鹽的作用，能夠“一鍋式”生成分散均勻的納米銀-錳、銀-鈀、銀-鈰、銀-銣、銀-鈷、銀-鎳、銀-銅等多種納米銀雙金屬催化劑；

二、本發明采用納米銀雙金屬活化過硫酸鹽去除水中含氮消毒副產物的工藝操作簡單易行、適用范圍廣、穩定性強；

三、本發明中納米銀雙金屬催化劑、過硫酸鹽的使用量少，成本低廉，具有降解其他有機物、抑制微生物滋長等功能；

四、本發明一種納米銀雙金屬活化過硫酸鹽的水處理消毒方法去除水中含氮消毒副產物的效率為85％～100％，大腸桿菌滅活率為96％～100％，反應時間控制在10min以內，重復利用率高。

本發明可獲得一種納米銀雙金屬活化過硫酸鹽的水處理消毒方法。

附圖說明

圖1為二氯乙腈的去除曲線圖，圖1中“■”為對比試驗一中使用過硫酸銨對二氯乙腈的去除曲線，“●”為使用實施例一中制備的納米銀-鈀雙金屬活化過硫酸銨對二氯乙腈的去除曲線；