一种饮用水中病毒的灭杀方法技术

本发明专利技术提供了一种饮用水中病毒的灭杀方法，包括如下步骤：（1）检测仪检测水中的氯离子浓度和溶解性有机碳浓度；（2）若氯离子浓度和溶解性有机碳浓度均在5mg/L以下，则不作处理；若氯离子浓度和溶解性有机碳浓度之中至少一个超过5mg/L，则对待消毒水进行预处理，使二者浓度都下降到5mg/L以下；（3）依次向待消毒水中加入三价铜离子稳定剂、二价铜盐、过硫酸盐。本发明专利技术的方法处理条件温和、无二次污染，提高了饮用水中病毒的灭杀效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及饮用水的消毒方法，尤其涉及。
技术介绍
病原微生物的控制是保障饮用水卫生安全的一个重要方面，在多种病原微生物中，病毒个体小、致病性强，长期以来因饮用水中病毒爆发而引发的卫生事件在国内外时有报道，因此饮用水卫生安全应该引起我们足够的重视。然而，目前只有少数发达国家对饮用水中病毒的处理程度有明确的规定，我国2006年颁布实施的新版《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中仍未列入针对病毒的处理指标，只增加了针对4项微生物(大肠埃希氏菌、耐热大肠菌群、贾第鞭毛虫和隐抱子虫)的处理指标。目前国内针对病毒灭杀的方法多数限于卫生消毒、医学消毒等领域，消毒样本规模较小，对实际大规模水处理中的病毒灭杀的指导作用非常有限，因此针对饮用水中病毒的高效灭杀方法的对我国饮用水安全具有重大意义。在目前常见的应用 于实际的消毒剂臭氧、氯、二氧化氯、双氧水、氯胺，经过测试比较它们所需的Ct值(Ct值是指消毒达到一定的灭杀率所需要的消毒剂的浓度与反应时间的乘积)，臭氧所需的值最低杀毒效率最闻，氯和二氧化氯次之，双氧水和氯胺的效率最低。虽然铜离子或银离子与氯联合消毒被发现能够强化病毒的灭杀效果，但是却有对人体有害的消毒副产物(卤甲烷、卤乙酸等)的生成。过氧乙酸被研究者认为是一种较好的含氯消毒剂的替代物，但是其极不稳定，在-20°c也会爆炸。紫外消毒技术被广泛地应用于给水和污水的净化，但紫外诱导的致癌物亚硝酸根的生成问题还未得到解决，会给水体造成二次污染。基于病毒的吸附特性而开发的微滤和超滤技术被美国环保局列为饮用水中病毒的控制技术，但该技术的病毒灭杀效率随着膜污染的加剧而逐渐降低，需频繁更换微滤或者超滤膜，成本较高。近年来，芬顿或类芬顿技术被认为是一类比较有前景的病毒灭杀技术。这类技术起灭杀作用的活性物质主要有超氧根自由基(02‘_)和羟基自由基(.0H)。但这类技术离实际应用还有两道“关卡”需要跨越:(I)鉴于02‘_和.0H的无选择性，只能适用于本底较为干净的水体，当体系中存在背景物质(如天然有机物、碳酸盐等)时，O2^和.0H会大量地与背景物质反应，降低了 02‘_和.0H灭杀病毒的效率，从而需要更多的氧化剂和更长的处理时间，明显增加处理成本；(2)该技术需将待消毒水的pH值需控制在酸性条件下，而实际水体的PH值往往接近中性，实际消毒过程中将大规模待消毒水体的pH值调节至酸性虽然可以办到，但是工程浩大，费用高，不实用。综上所述，现有技术中还没有现实可行的、高效的、经济且无二次污染的针对饮用水中病毒的灭杀方法。
技术实现思路
本专利技术提供了，该方法使用条件温和、经济且无二次污染，病毒的灭杀效率闻。本专利技术解决问题的技术方案是:，包括如下步骤:(I)检测待消毒水中的氯离子浓度和溶解性有机碳浓度；(2)若氯离子浓度和溶解性有机碳浓度均在5mg/L以下，则不作处理；若氯离子浓度和溶解性有机碳浓度之中至少一个超过5mg/L，则对待消毒水进行预处理，使二者浓度都下降到5mg/L以下；(3)依次向待消毒水中加入三价铜离子稳定剂、二价铜盐、过硫酸盐。其中，步骤(1)中用离子色谱仪检测氯离子，用总有机碳检测仪检测溶解性有机碳浓度。所述预处理主要是去除水中有机物，常见的有MIEX磁性离子交换树脂法、超滤膜法和活性炭吸附法等，其中MIEX磁性离子交换树脂法对于同时去除氯离子和水中有机物效果较好，并且处理效率更高，优选地，所述预处理是采用MIEX磁性离子交换树脂法。本专利技术的原理是:先向待消毒水中加入三价铜离子稳定剂，再将过硫酸盐(Persulfate)和二价铜盐添加到待消毒水中后，过硫酸盐在二价铜盐电离出的二价铜离子(Cu2+)的作用下产生硫酸根自由基(SO4‘_)，生成的硫酸根自由基(SO4‘_)有一部分和二价铜离子(Cu2+)进一步反应生成三价铜离子(Cu3+)。硫酸根自由基(S04‘_)是一种单电子选择性强氧化剂，受水中有机物和碳酸盐的影响较羟基自由基要小，因而显示出比芬顿反应中生成的羟基自由基更强的病毒灭杀效率；而且Cu3+对病毒具有较好的专属灭杀作用。二者的协同作用能高效地灭杀水中病毒和微生物。SO4的氧化还原电位为2.5-3.1V, Cu3VCu2+电对的氧化还原电位为1.57V。本专利技术还添加了铜离子稳定剂，能抑制Cu3+转化，保持Cu3+具有较高浓度。相比芬顿技术只能在酸性条件下应用，本专利技术可在中性条件下使用。每升待消毒水中，过硫酸盐的用量不超过2mmol，二价铜盐的用量与水中原有的铜离子浓度之和不超过Ιδμπιο?，优选地，以每升待消毒水计，步骤(3)中三价铜离子稳定剂用量为0.2~I μ mol，二价铜盐用量为O~15 μ mol，过硫酸盐用量为O~2mmol。作为进一步优选:以每升待消毒水计，步骤(3)中三价铜离子稳定剂用量0.2~I μ mol, 二价铜盐用量5~15 μ mol,过硫酸盐用量为0.5~2mmol。作为优选，所述三价铜离子稳定剂为柠檬酸和没食子酸中的一种或者两者的混合物；所述二价铜盐为硫酸铜和醋酸铜中的一种或者两种的混合；所述过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、单过硫酸氢铵、单过硫酸氢钠和单过硫酸氢钾中的一种或者多种的混合。二价铜盐溶解于水后提供二价铜离子，因此二价铜盐必须能溶于水，且不能引入其他污染水质的离子；选择过硫酸盐的原理与选二价铜盐类似，过硫酸盐溶于水能提供过硫酸根，同时不能引入有害离子。专利技术人发现，单独使用柠檬酸或者单独使用没食子酸作为三价铜离子稳定剂都能达到一般效果，但是当同时添加柠檬酸和没食子酸时效果尤为突出，并且柠檬酸和没食子酸的用量比例对结果的影响也比较大。作为三价铜离子稳定剂的优选，所述三价铜离子稳定剂为柠檬酸和没食子酸的混合物，柠檬酸和没食子酸的摩尔比为I~3:1。没食子酸中的邻位羟基能够与Cu3+形成螯合物将Cu3+保护起来，柠檬酸富含羧基，其与硫酸根自由基作用能产生二氧化碳自由基(CO2‘O，二氧化碳自由基能强化Cu3+向二价形态转化后的再生，柠檬酸和没食子酸的共同作用可以延长Cu3+的半衰期，增加Cu3+的稳态浓度，提高病毒灭活效率。作为优选，所述的柠檬酸和没食子酸的纯度均为食品级。在可溶性二价铜盐的选择中，同时考虑到杀菌效果、尽可能少的二次污染和成本，优选地，所述二价铜盐为杂质含量不超过0.05%的硫酸铜。作为优选，步骤(3)中待消毒水的pH值为5.5~7.5。待消毒水的pH小于5.5时，三价铜离子的产率降低；当pH高于7.5时，游离态的二价铜离子有效浓度降低从而也降低三价铜离子的产率。三价铜离子产率越低，消毒效果越差。一般待消毒水本身就是中性或者接近中性，正好与本专利技术的消毒条件符合，因此基本不必调整PH值，提高了处理效率。本专利技术的方法对温度要求不高，常温下即可进行，但是确保消毒最佳效果和确定处理温度的有效范围，优选地，步骤(3)中待消毒水的温度为5~40°C。本专利技术的有益效果是:可以在很普通的条件下对水中的常见病毒(轮状病毒、肝炎病毒、肠道病毒等)进行高效的灭杀，而且成本比其它工艺要低很多，也不会产生二次污染。本专利技术不需要昂贵的设备和组件，而且操作简单方便，足够安全，效率高，完全可以满足大规模应用的要求。管理和运行都很方便，可以完全实现自动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种饮用水中病毒的灭杀方法，包括如下步骤：（1）检测待消毒水中的氯离子浓度和溶解性有机碳浓度；（2）若氯离子浓度和溶解性有机碳浓度均在5mg/L以下，则不作处理；若氯离子浓度和溶解性有机碳浓度之中至少一个超过5mg/L，则对待消毒水进行预处理，使二者浓度都下降到5mg/L以下；（3）依次向待消毒水中加入三价铜离子稳定剂、二价铜盐、过硫酸盐。

【技术特征摘要】
1.一种饮用水中病毒的灭杀方法，包括如下步骤: (1)检测待消毒水中的氯离子浓度和溶解性有机碳浓度； (2)若氯离子浓度和溶解性有机碳浓度均在5mg/L以下，则不作处理；若氯离子浓度和溶解性有机碳浓度之中至少一个超过5mg/L，则对待消毒水进行预处理，使二者浓度都下降到5mg/L以下； (3)依次向待消毒水中加入三价铜离子稳定剂、二价铜盐、过硫酸盐。2.如权利要求1所述的饮用水中病毒的灭杀方法，其特征在于:以每升待消毒水计，步骤(3)中三价铜离子稳定剂用量为0.2~1μπιο?，二价铜盐用量为O~15μπιο1，过硫酸盐用量为O~2mmol。3.如权利要求2所述的饮用水中病毒的灭杀方法，其特征在于:以每升待消毒水计，步骤(3)中三价铜离子稳定剂用量0.2~1 μ mol, 二价铜盐用量5~15 μ mol,过硫酸盐用量为 0.5 ~2mmo l ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小为，张土乔，方磊，张仪萍，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33