[發明專利]一種凈化飲用水的固體制劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710862859.7
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107473346A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 李群;李子超;趙昔慧;鄧宇甲;李曉雯;王越;譚艷麗;朱倩倩;薛云
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: C02F1/50
• 分類號: C02F1/50;C02F1/42;C02F1/76;A01N59/16;A01N59/00;A01N43/16;A01P1/00;C02F101/12;C02F101/20
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司37252
• 代理人: 陳海濱

技術領域

本發明涉及飲用水凈化領域，特別涉及一種祛除飲用水中溴離子并同步完成飲用水消毒的制劑及其制備方法和應用工藝，具體涉及一種凈化飲用水的固體制劑及其制備方法和應用。

背景技術

二氧化氯(ClO₂)作為一種高效、安全、廣譜的消毒劑，目前在各行各業具有廣泛的應用前景。國外大量的實驗結果表明，二氧化氯是安全、無毒的綠色消毒劑，無“三致”效應(致癌、致畸、致突變)，同時在消毒過程中也不與有機物發生氯代反應生成可產生“三致作用”的有機氯化物或其它有毒類物質。所以是理想的氯型消毒劑替代產品。1983年美國環境保護局(EPA)推薦二氧化氯應用于飲用水消毒，并得到國際衛生組織(WHO)確認為AI級安全高效消毒劑。目前已被歐美等發達國家代替氯氣用于飲用水的消毒。

但是二氧化氯的氣體非常活潑和不穩定，溶液易揮發，一般不便制成壓縮氣體或濃縮溶液，這就大大降低了二氧化氯的使用方便性。為了克服這種局限性，穩定性二氧化氯產品成了人們研究的熱點。上世紀七十年代后期，二元化液體穩定性二氧化氯制劑產品問世后，二氧化氯作為漂白劑和消毒劑，被廣泛應用于紙漿的漂白、食品加工領域的殺菌消毒及水凈化處理等領域，充分顯示出其所具有的強漂白和殺菌消毒能力。上世紀90年代一元化固態穩定性二氧化氯制劑問世。更加方便了儲存、運輸和應用。

就飲水而言，人們不僅要喝上自來水，而且要喝上潔凈、健康的水已經成為生活質量的重要指標。飲用水的質量標準和控制指標也在不斷提高。

溴離子和氯離子一樣，是自然水中最常見的一價陰離子，在沿海地區更為多見。微量濃度的溴離子本身對人體是無害的，但研究結果表明，溴酸鹽對人體是有害的，并且致病的風險和濃度相關，濃度越高，風險越大。毒理學研究表明，水中極低濃度的溴酸鹽對人體就有潛在的致癌作用。試驗鼠在長期服用含有溴酸鹽的飲用水后，會大大增加它們患腎癌、甲狀腺和腹膜間皮瘤的發病率。因此，國際癌癥研究協會認為，溴酸鹽可能會增加人類患癌癥的幾率，將溴酸鹽歸為2B類致癌物質。

據此，美國、歐盟、日本、世界衛生組織關于飲用水標準中的溴酸鹽含量的標準都是 0.01mg/L。然而，從我國飲用水標準看，1985年發布的《生活飲用水衛生標準》(GB5749－ 85)，瓶(桶)裝飲用水(GB19298-2003)、瓶(桶)裝飲用純凈水(GB17323-1998)、定型包裝飲用水企業生產衛生規范(GB19304-2003)等國家標準中都未將溴酸鹽列入毒理監測指標，特別是天然水這種還沒有任何國家標準的水種，更是沒有相應的標準對其監管。

顯然，隨著經濟的飛速發展，水源的短缺和環境的污染使得水體中的成分也越來越復雜，飲用水原有的標準已不能滿足保障居民健康的需要。為此，衛生部和國家標準化管理委員會對原有標準進行了修訂，聯合發布新的強制性國家《生活飲用水衛生標準》(GB5749－2006)、飲用天然礦泉水(GB8537-2008)、《包裝飲用水標準》GB19298-2014)，并與國際標準接軌，明確規定了溴酸鹽的含量不超過0.01mg/L，為確保飲水安全提供了法律保障。

但是，由于溴酸鹽的危害在國內剛剛引起重視，所以溴酸鹽的產生機理以及消除溴酸鹽的技術研究也剛剛起步，尤其是應用到實際生產中的技術更是存在若干問題有待解決。

現有的消除溴酸鹽的技術，包括活性炭還原法、二價鐵吸附還原法，包括納米鐵在內的純鐵粉直接還原法，都是溴離子被氧化成溴酸鹽后再將其還原為溴離子。不僅消耗了消毒劑氧化物有效成分，使效能降低，而且這些材料不能回收或者造成再生處理成本高。純鐵可以將溴酸鹽還原為溴離子，但鐵粉消耗量大，在設備中產生污泥使得水通過量小，水中鐵離子增多使得鐵銹污染增加。其他去除溴酸鹽的方法也存在不易克服的缺陷，例如，加氨法生成溴化胺等不安全物質，生化法有微生物二次污染的風險，離子樹脂交換法存在競爭離子影響交換效率低、濃縮水污染和成本較高等問題，都有待科技工作者深入研究。

發明內容

針對上述現有去除飲用水中有致癌風險的溴酸鹽技術中存在的諸多缺陷，以及人們對健康水的高標準需求，本發明提出了一種凈化飲用水的固體制劑及其制備方法和應用，提供了一種能夠避免溴酸鹽生成并能夠對飲用水體消毒的固體制劑，使能夠去除飲用水中溴離子并同步完成飲用水消毒的制劑，本發明的另一目的是提供該固體制劑的制備方法，以及針對制成的該固體制劑的應用工藝。本發明的凈化飲用水的固體制劑及其制備方法和應用使得一劑兩用，提高生產效率，有效降低處理成本。