一种水中嗅味物质的氧化处理方法技术

本发明专利技术涉及一种水中嗅味物质的氧化处理方法。包括在常温常压下处理含有嗅味物质的水，进一步包括在反应器中，装置有含氧化剂的反应床，所述反应床含有氧化剂和载体，氧化剂占载体重量的0.1～3.5％；在常温常压下，使含有嗅味物质的水流过上述反应床；在反应床上，使水中的嗅味物质全部或大部分与氧化剂发生反应；所述氧化剂为IBX氧化剂。所述方法成本低，嗅味物质去除率高。

【技术实现步骤摘要】
一种水中嗅味物质的氧化处理方法
本专利技术涉及环境保护领域，具体而言，本专利技术涉及一种水中嗅味物质的氧化处理方法。
技术介绍
在全国26个城市水体的嗅味物质调查中发现，普遍存在水体嗅味问题，其中嗅味物质主要为腥臭味、土霉味、鱼腥味和化学味嗅味物质。而嗅味物质的来源可分为水体中产生的内源性嗅味物质跟从外界引入的外源性嗅味物质。内源性嗅味物质来源广泛，受到多种因素影响，难以彻底杜绝其产生。而外源性嗅味物质可以通过对其来源途径的监督管理达到控制效果。北京城区共有湖泊41个，其中部分湖泊补水来源为再生水。为了从根本上减少水体嗅味问题发生的可能性，因此需要确保补充水自身没有嗅味问题。水中包含的嗅味物质一般为：土霉味嗅味物质，其包括2,4,6-三氯苯甲醚、2-甲基异茨醇、土嗅素等；醛类嗅味物质，其包括反,反-2,4-庚二烯醛、反-2-辛烯醛、反,反-2,4-辛二烯醛、反,反-2,4-癸二烯醛、β-环柠檬醛；硫醚类嗅味物质，其包括二乙基二硫醚、二甲基二硫醚、丙基硫醚、戊基硫醚；化学味嗅味物质，其包括间二甲苯、2,6-二氯苯酚、3-甲基吲哚、双(2-氯异丙基)醚、吲哚、间甲基酚、苯甲醛、乙苯。常见的土霉味嗅味物质、腥臭味嗅味物质和鱼腥味嗅味物质均被人们大量研究。而对于化学味嗅味物质人们研究的较少。此外将嗅味物质按来源途径划分的话可以为水体中产生的内源性嗅味物质跟从外界引入的外源性嗅味物质。而化学味嗅味物质普遍属于外源性嗅味物质。因此化学味嗅味问题的处理见效迅速控制住来源就可解决，不会出现季节性爆发的现象。通过对湖泊补充水源再生水的调查也发现，再生水中含有大量化学味嗅味物质，当再生水作为补充水时，就会造成水体收到化学味嗅味物质的污染。而化学味嗅味物质与人类密切的联系造就了人类生存环境周围水体都容易受到化学味嗅味物质污染。大多数水厂的常规处理工艺对嗅味物质的去除能力有限，常用的处理技术主要为吸附法、化学氧化法和生物处理法。其中吸附法仅仅将嗅味物质固定于吸附剂中，实际并未完成对嗅味物质的处理，而生物处理法的效率低且处理周期长。对比而言化学氧化法具有成本低、速度快、去除率高等优点。因此研究方向为目标嗅味物质的不同氧化处理技术的可处理性研究，为应对实际问题提供参考。KMnO4、NaClO、ClO2、O3、H2O2、O3/H2O2组合是6种水处理中常用的氧化剂，但是KMnO4有可能造成重金属污染，而利用气体氧化剂成本较高。因此亟需发展一种成本较低，且可进行水中嗅味物质氧化的氧化剂。
技术实现思路
针对上述需求，本专利技术提供了一种水中嗅味物质的氧化处理方法。本专利技术的另一目的是提供了一种水中嗅味物质的氧化处理方法的氧化剂。IBX是邻碘酰基苯甲酸的缩写，其为白色晶体，其制备方便，无毒，对水和空气都比较稳定，反应性能独特，选择性高，在温和条件下可与多种物质发生反应，产率高，是一个较为理想的氧化剂。IBX的制备一般都是用邻碘苯甲酸为原料，用各种氧化剂氧化，反应如下：本专利技术的目的是通过下列方法实现的：一种水中嗅味物质的氧化处理方法，包括在常温常压下处理含有嗅味物质的水，进一步包括：(1)在反应器中，装置有含氧化剂的反应床，所述反应床含有氧化剂和载体，氧化剂占载体重量的0.1～3.5％；(2)在常温常压下，使含有嗅味物质的水流过上述反应床；(3)在反应床上，使水中的嗅味物质全部或大部分与氧化剂发生反应；其中，所述氧化剂为IBX氧化剂。所述反应器的材质选自紫铜、不锈钢、复合管、塑料、衬塑热镀锌钢或给水铸铁中的一种。所述为IBX氧化剂如下所示：所述载体选自活性碳、二氧化硅、氧化铝、浮石或硅藻土中的一种。所述载体为比表面积500～1500m2/g的活性碳所述氧化剂占载体重量的0.5～1％。水相在反应床的停留时间为2～5小时。优选地，水相在反应床的停留时间为3～5小时。本专利技术还提供了IBX氧化剂在自来水净化方面的用途。所述IBX氧化剂使用后，可再次氧化循环套用。实施例下面通过实施例对本专利技术作进一步说明。应该理解的是，本专利技术实施例所述方法仅仅是用于说明本专利技术，而不是对本专利技术的限制，在本专利技术的构思前提下对本专利技术制备方法的简单改进都属于本专利技术要求保护的范围。实施例中用到的所有原料和溶剂均为市售相应纯度产品。实施例1：2-碘苯甲酸(50.0g,0.20mol)加入环丁砜(250mL)中，将该溶液加热到50℃。将上述溶液的90％缓慢滴加至50℃过硫酸氢钾(147.4g,0.24mol,1.2equiv)的水溶液(300mL)中，保温反应3小时。随后将反应液加热至95℃并将剩余10％的2-碘苯甲酸溶液缓慢滴加到反应液中，并继续反应3小时。反应完成后，冷却至5℃并在该温度下继续搅拌1.5小时。搅拌下加入1L水，过滤(滤液待循环套用)，滤饼依次用水和丙酮淋洗，室温干燥16小时得白色固体。实施例2：选取KMnO4、NaClO、ClO2、O3、H2O2、IBX氧化剂共6种水处理中常用的氧化剂开展实验。首先结合特征嗅味物质嗅阈值与合作单位实际检出值确定嗅味物质初始浓度，通过与过量氧化剂进行反应判断其氧化可行性，之后对于具有氧化可行性的嗅味物质与氧化剂组合进行进一步的动力学实验，根据实验结果计算动力学常数。最后根据所得结论为实际问题提供参考。所有氧化反应过程均在超纯水体系中完成，由于实际水体通常pH约为7，因此在超纯水中加入缓冲溶液，将氧化过程的pH控制在7左右。缓冲溶液由比例为1:2的磷酸二氢钾：磷酸氢二钾组成。为了使特征嗅味物质更易检出，在样品瓶中加入2g氯化钠(450℃下烘2h)。并且每个样品瓶中加入1mL0.1mol/L硫代硫酸钠溶液作为氧化反应的终止剂。实验在250mL磨口锥形瓶中完成，在锥形瓶中加入超纯水、缓冲溶液和特征嗅味物质后，将锥形瓶放置在磁力搅拌器上开始搅拌1min使其混合均匀，用移液枪移取四毫升样品于准备好的样品瓶中记为0时刻样本，立即盖盖密封等待实验结束后统一检测。与锥形瓶中加入一定浓度氧化剂开始氧化反应，从加入氧化剂时刻起开始计时，此后按照一定时间间隔重复之前取样操作，得到不同时刻样本。实验均做两组平行实验。由于O3、H2O2半衰期较短，故这两种氧化剂的氧化时间最大为30min，其余氧化剂氧化时间为2h。本次实验使用的分析仪器为气相色谱质谱联用仪GC-MS。色谱柱选择30.0m×0.25mm×0.25μm(Rtx-5MS,Restek，美国)。由于嗅味物质具有低含量跟可挥发的特性，因此在检测前需要对其进行浓缩富集。选择的样品前处理方法为顶空-固相微萃取法HS-SPME。使用自动进样器MPS2与GC-MS配套使用。具体仪器参数见表1。表1实验中仪器参数设定首先使用SCAN对一定浓度嗅味物质样品进行分析，以此获得目标化合物的特征离子碎片信息，此外用SCAN所得数据建立SIM所用方法，使用所创建方法对采集的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水中嗅味物质的氧化处理方法，包括在常温常压下处理含有嗅味物质的水，其特征在于包括：/n(1)在反应器中，装置有含氧化剂的反应床，所述反应床含有氧化剂和载体，氧化剂占载体重量的0.1～3.5％；/n(2)在常温常压下，使含有嗅味物质的水流过上述反应床；/n(3)在反应床上，使水中的嗅味物质全部或大部分与氧化剂发生反应；/n其中，所述氧化剂为IBX氧化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种水中嗅味物质的氧化处理方法，包括在常温常压下处理含有嗅味物质的水，其特征在于包括：
(1)在反应器中，装置有含氧化剂的反应床，所述反应床含有氧化剂和载体，氧化剂占载体重量的0.1～3.5％；
(2)在常温常压下，使含有嗅味物质的水流过上述反应床；
(3)在反应床上，使水中的嗅味物质全部或大部分与氧化剂发生反应；
其中，所述氧化剂为IBX氧化剂。


2.根据权利要求1所述的水中嗅味物质的氧化处理方法，其特征在于：所述反应器的材质选自紫铜、不锈钢、复合管、塑料、衬塑热镀锌钢或给水铸铁中的一种。


3.根据权利要求1所述的水中嗅味物质的氧化处理方法，其特征在于：所述为IBX氧化剂如下所示：




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【专利技术属性】
技术研发人员：张君枝，聂少桢，刘一伊，刘梦迪，华英迪，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京;11