[發(fā)明專利]一種零價鐵活化過硫酸鹽去除水中嗅味物質(zhì)的方法

在審

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• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN107055738A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 張可佳;曹聰;張土喬;楊玉龍;錢浙明;余浪
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權代理有限公司33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發(fā)明屬于水處理技術應用領域，具體涉及一種零價鐵活化過硫酸鹽去除水中嗅味物質(zhì)的方法。

背景技術

水中含有嗅味物質(zhì)導致嗅味問題的出現(xiàn)，國內(nèi)外對去除水中嗅味物質(zhì)都進行了大量的研究，目前，嗅味物質(zhì)的降解技術的研究大致可以分成以下幾種：

(1)傳統(tǒng)處理工藝去除方法：傳統(tǒng)工藝的去除方法一般包括曝氣和活性炭吸附。

(2)氧化處理工藝：一般常見的氧化處理工藝有臭氧氧化、高猛酸鉀氧化、光降解。

(3)膜處理技術：膜處理技術利用的是根據(jù)分子量的大小，利用外界的壓力通過不同孔徑的膜，從而有效地隔除有機物。主要有超濾、納濾、低壓反滲透等。

(4)自制的特殊催化別降解：近幾年，隨著材料領域的不斷發(fā)展，研究人員相繼發(fā)現(xiàn)各種不同催化效果的催化刑，像MnO₂，TiO₂，Al₂O₃等相繼被發(fā)現(xiàn)具有催化效果。

其中吸附法維護炭床的費用較高，且需要較大的投加量；氧化處理工藝采用臭氧、高錳酸鉀、過氧化氫等氧化劑，去除效果差；膜處理技術對膜的要求很高；生物降解因為處理速率慢不適用于水廠工藝；高級氧化技術設備昂貴，需要較大投資。如何經(jīng)濟有效的去除水中嗅味物質(zhì)值得進一步研究。

近年來，過渡金屬及其離子活化過硫酸鹽體系的高級氧化技術逐漸成為研究熱點。亞鐵離子/過硫酸鹽體系Fe²⁺/S₂O₈^2-研究較多，從已有的研究成果看主要存在的問題是反應過程中難以控制Fe²⁺的濃度，過量的Fe²⁺會消耗硫酸根自由基(SO₄^-·)使去除效果變差。零價鐵/過硫酸鹽(ZVI/S₂O₈^2-)體系研究起步較晚，ZVI可以代替Fe²⁺活化過硫酸鹽去除水中的有機污染物，并能解決難以控制Fe²⁺濃度的問題。

然而目前為止，還沒有用零價鐵活化過硫酸鹽去除嗅味物質(zhì)的報道或專利，本發(fā)明用零價鐵激活過硫酸鹽去除水中嗅味物質(zhì)，選擇2,4,6-三氯苯甲醚(TCA)作為研究對象，氯代苯甲醚是一類典型的土霉味的消毒副產(chǎn)物，主要包括4-氯(4-CA)，2-氯(2-CA)，2,4-二氯(2,4-DCA)，2,6-二氯(2,6-DCA)，2,4,6-三氯苯甲醚(TCA)等。它們是飲用水中土霉味的主要來源之一。氯代苯甲醚的嗅閾值很低，一般為1～50ng/L，其中，2,4,6-三氯苯甲醚的嗅閾值更是低至0.05～10ng/L、降解難度大，該方法能夠有效去除TCA，也能用于其他嗅味物質(zhì)的降解。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決了亞鐵活化過硫酸鹽體系難以控制Fe²⁺濃度的問題，提供了一種零價鐵活化過硫酸鹽去除水中嗅味物質(zhì)的方法。

一種零價鐵活化過硫酸鹽去除水中嗅味物質(zhì)的方法，向含有嗅味物質(zhì)的水中投加零價鐵和過硫酸鹽水溶液，充分混合反應后，去除水中嗅味物質(zhì)。

該方法利用零價鐵在反應體系中溶出亞鐵離子，激活過硫酸鹽生成硫酸根自由基，降解水中嗅味物質(zhì)，達到去除水中異嗅味的目的。具有采用較小的投加量即可有效去除低濃度嗅味物質(zhì)的優(yōu)點，在常溫下即可達到較好的去除效果，pH適用范圍廣，反應條件易達到，是一種操作方便、不需額外投資、去除效果良好的水中嗅味物質(zhì)去除方法。

所述嗅味物質(zhì)的嗅閾值為1～50ng/L。因嗅味物質(zhì)在水中含量極小，一般為納克級，且現(xiàn)有的普通氧化、吸附等去除技術對于降解嗅味物質(zhì)的效果不明顯。例如臭氧投加量為2mg/L時對土臭素和2-甲基異莰醇的去除率只有35％左右，要使原水中110ng/L的2-甲基異莰醇出水濃度低于嗅閾值需投加粉末活性炭40mg/L以上。由此可見，去除嗅味物質(zhì)的難度較大。

優(yōu)選地，所述嗅味物質(zhì)為土霉味物質(zhì)，具體為土臭素(GSM)、2-甲基異莰醇(2-MIB)、2-異丙基-3-甲氧基吡嗪(IPMP)、2-異丁基-3-甲氧基吡嗪(IBMP)或2,4,6-三氯苯甲醚(TCA)，這些物質(zhì)的化學性質(zhì)相近。

所述嗅味物質(zhì)在水中的濃度為50～200μg/L。

優(yōu)選地，零價鐵來源可以采用市售零價鐵、納米零價鐵或加工廠的鐵廢棄物，如：銼屑、切屑、刨屑和鐵粉末等。