[發明專利]基于生長環和過氧化氫構成類芬頓試劑對四氯乙烯降解的方法及在城市供水系統中的應用

在審

• 申請號: 201710254102.X
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN106904727A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 鐘丹;袁一星;馬文成;房婷婷;姜曉茜;袁媛;黃婉儀;王自強
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F101/36
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及一種利用供水管網生長環和過氧化氫構成的類芬頓試劑對四氯乙烯(PCE)進行降解的方法和應用。

背景技術

四氯乙烯(PCE)是一種重要的有機氯產品，具有強的溶解能力，主要用作織物的干洗劑，也用作金屬的脫脂洗滌劑、干燥劑、脫漆劑、驅蟲劑及一般溶劑、有機合成中間體等。由于生產、使用、儲存或處置不當等一些原因，使其通過揮發、泄露、廢水排放、農藥使用及含氯有機物成品的燃燒等途徑進入大氣、土壤、地下水中成為環境污染的主要來源之一。四氯乙烯可通過呼吸道和皮膚侵入人體，導致不孕和高流產。接觸低濃度的四氯乙烯蒸汽對皮膚黏膜、眼、呼吸道有刺激作用，長期低劑量吸入可引起人體神經內分泌以及免疫系統的功能紊亂；高濃度則造成中樞神經系統抑制、肝腎功能損傷，導致暈眩、惡心、頭痛及神志不清，嚴重者可致死亡。四氯乙烯對接觸者糖代謝和脂代謝也會有影響。

為了解決這一問題，許多降解四氯乙烯的方法逐漸被研發出來，如：物理方法，優點是可以快速有效地移除污染物，可以作為有效去除四氯乙烯應急處理技術，但是吸附劑活性炭價格較貴，不適合大面積污染修復，而且物理法能使四氯乙烯從一個地方轉移到另一個地方，不能完全使其變成無害產物。

另外，化學方法可用高錳酸鹽、臭氧等氧化劑不斷地破壞污染物，改變污染物的結構，將其從環境中徹底清除，但是四氯乙烯的一些轉化產物可能比母體的毒性更強；微生物可以降解破壞污染物的分子結構，使其最終轉化為無毒無害的穩定物質，但生物方法也存在修復時間長和外加菌種環境適應性差等弊端。上述方法存在安全性差、對設備要求高、不易操作、運行成本高、修復時間長等問題。因此亟待需要一種安全、合理、環保、經濟、有效的方法去除飲用水中的四氯乙烯，保證人們的健康和生存環境。

發明內容

本發明目的是為了解決現有去除飲用水中四氯乙烯的方法存在費用偏高、安全性差、對設備要求高的問題，而提出一種基于供水管網生長環和過氧化氫構成的類芬頓試劑來去除飲用水中四氯乙烯的方法和應用。

本發明基于生長環和過氧化氫構成的類芬頓試劑對四氯乙烯降解的方法是在含有四氯乙烯的原水中投加生長環和質量濃度為3％～10％的H₂O₂，在水處理過程中生成類芬頓試劑，進行反應，從而去除水中的四氯乙烯。

本發明基于生長環和過氧化氫構成的類芬頓試劑對四氯乙烯降解的方法在城市供水系統中的應用是在城市供水廠的清水池中投加H₂O₂，投加的H₂O₂的質量濃度為3％～10％，水中的H₂O₂與供水管網中的生長環反應生成類芬頓試劑，隨供水循環去除水中的四氯乙烯。

本發明中生長環是供水管網中既有的物質，材料便宜易得，H₂O₂的成本低廉；生長環和H₂O₂構成的類芬頓體系能有效去除飲用水中四氯乙烯，而且四氯乙烯可以被完全礦化，增強了飲用水安全性。

本發明中所用到的H₂O₂為無色透明液體，是一種強氧化劑，H₂O₂本身不能燃燒，但分解時放出的氧能強烈助燃。其分解時可產生很大體積的氧，失控的分解可導致設備的壓力爆破，因此本發明中H₂O₂投加后所達到的濃度需合理控制。

H₂O₂純度越高，穩定性越好，但對存在的雜質越敏感；在低濃度范圍內，H₂O₂是無害的，例如質量濃度低于3％的水溶液可用于口腔消毒。H₂O₂在管網中長時間與生長環反應，飲用水到達用戶時H₂O₂濃度較低，對人體無害。且在一般情況下會分解成水和氧氣，但分解速度極其慢。H₂O₂運輸無危險，易于制取，價格便宜。

本發明管網生長環和過氧化氫構成的類芬頓體系降解四氯乙烯的方法包含以下有益效果：

1、生長環-類芬頓試劑產生的羥基自由基對四氯乙烯的去除率較高，經8h水處理反應(供水循環)，降解率達到65％以上；

2、四氯乙烯幾乎完全礦化，不產生有毒的產物，大大增強了飲用水的安全保障；