一种饮用水中微囊藻素的去除方法.pdf

本发明公开了一种饮用水中微囊藻素的去除方法，属于饮用水处理技术领域。本发明是以三氧化二铬、Fe、氧化铜高温熔炼成液体，降温、气流吹扫、雾化处理、烘干、改性、干燥、焙烧、挤压成型、编织得网状的铁-铜-铬合金，再置于反应箱中，通入氯化氢气体、过氧化氢气体和水蒸汽，在紫外灯下催化氧化形成以羟基为主的自由基混合物，再与空气通入含有微囊藻素的饮用水处理池中进行曝气处理，用滤网进行过滤的过程。本发明的有益效果是：该方法处理效果好，将饮用水中微囊藻毒素含量降低为0.8～0.4μg/L，降解率达99%以上，无需调节饮用水pH值，操作简单、成本低。

权利要求书
1.  一种饮用水中微囊藻素的去除方法，其特征在于具体操作步骤为：
（1）将含有微囊藻素的饮用水引入处理池中，然后从处理池底部通入以羟基为主的自由基混合物和空气对其进行曝气，曝气处理时间为3～5h，温度为28～35°C；
（2）将上述曝气过后的饮用水用网径为10～15μm的滤网进行过滤，即可。

2.  根据权利要求1所述的一种饮用水中微囊藻素的去除方法，其特征在于以羟基为主的自由基混合物制备方法：
（1）在反应箱两端放置大小均一的网状铁-铜-铬合金，在其上方安装一个紫外灯，紫外灯与网状铁-铜-铬合金间隔15～25cm；
（2）通电，然后向反应箱中通入混合气体，所述的混合气体为氯化氢气体、过氧化氢气体和水蒸汽按体积比3:1:2混合而成，再在紫外灯照射下反应30～60min，得以羟基为主的自由基混合物。

3.  根据权利要求2所述的一种饮用水中微囊藻素的去除方法，其特征在于网状的铁-铜-铬合金的具体制备步骤为：
（1）取10～30kg的三氧化二铬，置于雷蒙机中粉碎成200～250目颗粒；
（2）按质量份数比计，取15～45份上述三氧化二铬颗粒、20～50份Fe、10～30份氧化铜混合均匀，在温度为1500～1800°C的高温熔炼炉中进行熔炼，直至混合物为液体；
（3）将上述液体进行降温，待温度降为500～600°C时，用高压气流对其表面进行吹扫，所述的高压气流压力为1.2～2.0MPa，流速为120～150m/s；
（4）将上述吹扫完成的液体进行雾化处理，形成粉末，再置于烘箱中烘干，温度设定为200～300°C，时间设为2～3h；
（5）按质量浓度比计，加入4～6g/L氧化锰、5～8g/L氧化银和1～2g/L草酰乙酸溶液，搅拌20～30min，温度保持为100～150°C；
（6）在通入氮气条件下于烘箱中干燥3～5h，温度设置为105～110°C；
（7）在负压为0.6MPa，温度为780～820°C条件下焙烧1.2～2.8h，然后置于挤压机中挤压成条形，编织成网状，即得到网状的铁-铜-铬合金；
（8）在氮气保护条件下，于800～850°C温度下通入氢气还原，同时煅烧5～10h，即可。

说明书一种饮用水中微囊藻素的去除方法
技术领域
本发明涉及一种饮用水中微囊藻素的去除方法，属于饮用水处理技术领域。
背景技术
微囊藻毒素是一类具有生物活性的环状七肽化合物，为分布最广泛的肝毒素。随着中国水体的富营养化程度逐渐加剧，蓝藻水华和赤潮的发生逐渐增加。80%的蓝藻水华都可以检测出次生代谢产物---微囊藻毒素，它对水体环境和人群健康的危害已成为全球关注的重大环境问题之一。微囊藻毒素结构中存在着环状结构和间隔双键，因而具有相当的稳定性，自然降解过程十分缓慢，它能够强烈抑制蛋白磷酸酶的活性，当细胞破裂或衰老时毒素释放进入水中，同时它还是强烈的肝脏肿瘤促进剂。微囊藻毒素具有水溶性和耐热性，加热煮沸都不能将毒素破坏，自来水处理工艺的混凝沉淀、过滤、加氯、活性炭吸附等也不能将其完全去除。中国生活饮用水卫生标准的颁布，将饮用水中微囊藻毒素含量限制为1μg/L，该标准的实施对水源水的质量提出了更高的要求。
目前，饮用水中微囊藻毒素的去除方法有生物法、氧化法、超声波法和芬顿氧化法，前三种方法去除微囊藻毒素，自然降解过程十分缓慢，降解效果难以继续提高；芬顿氧化法是向被微囊藻毒素污染的水体中加入芬顿试剂，然后用硫酸和氢氧化钠溶液调节混合液的pH值为2.2~6.2，充分搅拌后，再将反应液置于紫外灯下反应0.5~5min；该方法虽然降解率高，处理效果好，但在处理过程中需添加酸、碱溶液调节pH值为2.2～6.2，导致运行费用高、操作繁杂、饮用水饮用不安全等问题。因此，研究出一种运行费用低、操作简单、安全的去除饮用水中微囊藻毒素的方法，对饮用水处理技术领域具有重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对芬顿氧化法去除饮用水中的微囊藻素氧化处理时需调节pH值，氧化完成后需添加氢氧化钠溶液再调节pH值，导致运行费用高、操作繁杂、饮用水饮用不安全的弊端，提供了一种饮用水中微囊藻素的去除方法，该方法去除效果好，降解率高，处理过程中无需调节饮用水pH值，操作简单、成本低。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种饮用水中微囊藻素的去除方法，其具体操作步骤为：
（1）将含有微囊藻素的饮用水引入处理池中，然后从处理池底部通入以羟基为主的自由基混合物和空气对其进行曝气，曝气处理时间为3～5h，温度为28～35°C；
（2）将上述曝气过后的饮用水用网径为10～15μm的滤网进行过滤，即可。
所述的以羟基为主的自由基混合物制备方法：
（1）在反应箱两端放置大小均一的网状铁-铜-铬合金，在其上方安装一个紫外灯，紫外灯与网状铁-铜-铬合金间隔15～25cm；
（2）通电，然后向反应箱中通入混合气体，所述的混合气体为氯化氢气体、过氧化氢气体和水蒸汽按体积比3:1:2混合而成，再在紫外灯照射下反应30～60min，得以羟基为主的自由基混合物。
所述的网状的铁-铜-铬合金的具体制备步骤为：
（1）取10～30kg的三氧化二铬，置于雷蒙机中粉碎成200～250目颗粒；
（2）按质量份数比计，取15～45份上述三氧化二铬颗粒、20～50份Fe、10～30份氧化铜混合均匀，在温度为1500～1800°C的高温熔炼炉中进行熔炼，直至混合物为液体；
（3）将上述液体进行降温，待温度降为500～600°C时，用高压气流对其表面进行吹扫，所述的高压气流压力为1.2～2.0MPa，流速为120～150m/s；
（4）将上述吹扫完成的液体进行雾化处理，形成粉末，再置于烘箱中烘干，温度设定为200～300°C，时间设为2～3h；
（5）按质量浓度比计，加入4～6g/L氧化锰、5～8g/L氧化银和1～2g/L草酰乙酸溶液，搅拌20～30min，温度保持为100～150°C；
（6）在通入氮气条件下于烘箱中干燥3～5h，温度设置为105～110°C；
（7）在负压为0.6MPa，温度为780～820°C条件下焙烧1.2～2.8h，然后置于挤压机中挤压成条形，编织成网状，即得到网状的铁-铜-铬合金；
（8）在氮气保护条件下，于800～850°C温度下通入氢气还原，同时煅烧5～10h，即可。
本发明的应用方法：将含有浓度为80～100μg/L微囊藻素的饮用水引入处理池中，然后从处理池底部通入以羟基为主的自由基混合物和空气对其进行曝气，曝气处理时间为3～5h，温度为28～35°C；将上述曝气过后的饮用水用网径为10～15μm的滤网进行过滤，即可。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）该方法处理效果好，降解率达99%以上；
（2）无需调节饮用水pH值，操作简单、成本低。
具体实施方式
首先将含有微囊藻素的饮用水引入处理池中，然后从处理池底部通入以羟基为主的自由基混合物和空气对其进行曝气，曝气处理时间为3～5h，温度为28～35°C；最后将上述曝气过后的饮用水用网径为10～15μm的滤网进行过滤，即可；所述的以羟基为主的自由基混合物制备方法：在反应箱两端放置大小均一的网状铁-铜-铬合金，在其上方安装一个紫外灯，紫外灯与网状铁-铜-铬合金间隔15～25cm；通电，然后向反应箱中通入混合气体，所述的混合气体为氯化氢气体、过氧化氢气体和水蒸汽按体积比3:1:2混合而成，再在紫外灯照射下反应30～60min，得以羟基为主的自由基混合物；所述的网状的铁-铜-铬合金的具体制备步骤为：取10～30kg的三氧化二铬，置于雷蒙机中粉碎成200～250目颗粒；按质量份数比计，取15～45份上述三氧化二铬颗粒、20～50份Fe、10～30份氧化铜混合均匀，在温度为1500～1800°C的高温熔炼炉中进行熔炼，直至混合物为液体；将上述液体进行降温，待温度降为500～600°C时，用高压气流对其表面进行吹扫，所述的高压气流压力为1.2～2.0MPa，流速为120～150m/s；将上述吹扫完成的液体进行雾化处理，形成粉末，再置于烘箱中烘干，温度设定为200～300°C，时间设为2～3h；按质量浓度比计，加入4～6g/L氧化锰、5～8g/L氧化银和1～2g/L草酰乙酸溶液，搅拌20～30min，温度保持为100～150°C；在通入氮气条件下于烘箱中干燥3～5h，温度设置为105～110°C；在负压为0.6MPa，温度为780～820°C条件下焙烧1.2～2.8h，然后置于挤压机中挤压成条形，编织成网状，即得到网状的铁-铜-铬合金；在氮气保护条件下，于800～850°C温度下通入氢气还原，同时煅烧5～10h，即可。
实例1
首先将含有浓度为80μg/L微囊藻素的饮用水引入处理池中，然后从处理池底部通入以羟基为主的自由基混合物和空气对其进行曝气，曝气处理时间为3h，温度为28°C；最后将上述曝气过后的饮用水用网径为10μm的滤网进行过滤，即可；其中以羟基为主的自由基混合物制备方法：在反应箱两端放置大小均一的网状铁-铜-铬合金，在其上方安装一个紫外灯，紫外灯与网状铁-铜-铬合金间隔15cm；通电，然后向反应箱中通入混合气体，所述的混合气体为氯化氢气体、过氧化氢气体和水蒸汽按体积比3:1:2混合而成，再在紫外灯照射下反应30min，得以羟基为主的自由基混合物；网状的铁-铜-铬合金的具体制备步骤为：取10kg的三氧化二铬，置于雷蒙机中粉碎成200目颗粒；按质量份数比计，取35份上述三氧化二铬颗粒、40份Fe、25份氧化铜混合均匀，在温度为1500°C的高温熔炼炉中进行熔炼，直至混合物为液体；将上述液体进行降温，待温度降为500°C时，用高压气流对其表面进行吹扫，所述的高压气流压力为1.2MPa，流速为120m/s；将上述吹扫完成的液体进行雾化处理，形成粉末，再置于烘箱中烘干，温度设定为200°C，时间设为2h；按质量浓度比计，加入4g/L氧化锰、5g/L氧化银和1g/L草酰乙酸溶液，搅拌20min，温度保持为100°C；在通入氮气条件下于烘箱中干燥3h，温度设置为105°C；在负压为0.6MPa，温度为780°C条件下焙烧1.2h，然后置于挤压机中挤压成条形，编织成网状，即得到网状的铁-铜-铬合金；在氮气保护条件下，于800°C温度下通入氢气还原，同时煅烧5h，即可；该方法处理效果好，将饮用水中微囊藻毒素含量降低为0.8μg/L，降解率为99%，无需调节饮用水pH值，操作简单、成本低。
实例2
首先将含有浓度为90μg/L微囊藻素的饮用水引入处理池中，然后从处理池底部通入以羟基为主的自由基混合物和空气对其进行曝气，曝气处理时间为4h，温度为32°C；最后将上述曝气过后的饮用水用网径为13μm的滤网进行过滤，即可；以羟基为主的自由基混合物制备方法：在反应箱两端放置大小均一的网状铁-铜-铬合金，在其上方安装一个紫外灯，紫外灯与网状铁-铜-铬合金间隔20cm；通电，然后向反应箱中通入混合气体，所述的混合气体为氯化氢气体、过氧化氢气体和水蒸汽按体积比3:1:2混合而成，再在紫外灯照射下反应45min，得以羟基为主的自由基混合物；所述的网状的铁-铜-铬合金的具体制备步骤为：取20kg的三氧化二铬，置于雷蒙机中粉碎成220目颗粒；按质量份数比计，取30份上述三氧化二铬颗粒、50份Fe、20份氧化铜混合均匀，在温度为1650°C的高温熔炼炉中进行熔炼，直至混合物为液体；将上述液体进行降温，待温度降为500°C时，用高压气流对其表面进行吹扫，所述的高压气流压力为1.6MPa，流速为135m/s；将上述吹扫完成的液体进行雾化处理，形成粉末，再置于烘箱中烘干，温度设定为250°C，时间设为2.5h；按质量浓度比计，加入5g/L氧化锰、6g/L氧化银和2g/L草酰乙酸溶液，搅拌25min，温度保持为120°C；在通入氮气条件下于烘箱中干燥4h，温度设置为107°C；在负压为0.6MPa，温度为800°C条件下焙烧2.0h，然后置于挤压机中挤压成条形，编织成网状，即得到网状的铁-铜-铬合金；在氮气保护条件下，于820°C温度下通入氢气还原，同时煅烧8h，即可；该方法处理效果好，将饮用水中微囊藻毒素含量降低为0.54μg/L，降解率为99.4%，无需调节饮用水pH值，操作简单、成本低。
实例3
首先将含有浓度为100μg/L微囊藻素的饮用水引入处理池中，然后从处理池底部通入以羟基为主的自由基混合物和空气对其进行曝气，曝气处理时间为5h，温度为35°C；最后将上述曝气过后的饮用水用网径为5μm的滤网进行过滤，即可；以羟基为主的自由基混合物制备方法：在反应箱两端放置大小均一的网状铁-铜-铬合金，在其上方安装一个紫外灯，紫外灯与网状铁-铜-铬合金间隔25cm；通电，然后向反应箱中通入混合气体，所述的混合气体为氯化氢气体、过氧化氢气体和水蒸汽按体积比3:1:2混合而成，再在紫外灯照射下反应60min，得以羟基为主的自由基混合物；所述的网状的铁-铜-铬合金的具体制备步骤为：取30kg的三氧化二铬，置于雷蒙机中粉碎成250目颗粒；按质量份数比计，取28份上述三氧化二铬颗粒、50份Fe、22份氧化铜混合均匀，在温度为1800°C的高温熔炼炉中进行熔炼，直至混合物为液体；将上述液体进行降温，待温度降为600°C时，用高压气流对其表面进行吹扫，所述的高压气流压力为2.0MPa，流速为150m/s；将上述吹扫完成的液体进行雾化处理，形成粉末，再置于烘箱中烘干，温度设定为300°C，时间设为3h；按质量浓度比计，加入6g/L氧化锰、8g/L氧化银和2g/L草酰乙酸溶液，搅拌30min，温度保持为150°C；在通入氮气条件下于烘箱中干燥5h，温度设置为110°C；在负压为0.6MPa，温度为820°C条件下焙烧2.8h，然后置于挤压机中挤压成条形，编织成网状，即得到网状的铁-铜-铬合金；在氮气保护条件下，于850°C温度下通入氢气还原，同时煅烧10h，即可；该方法处理效果好，将饮用水中微囊藻毒素含量降低为0.4μg/L，降解率为99.6%，无需调节饮用水pH值，操作简单、成本低。