【技术实现步骤摘要】
本申请属于饮用水净化，尤其是涉及一种催化氧化饮用水中锰离子的方法。
技术介绍
1、锰是一种在自然环境中普遍存在的元素，在各类水体中以离子形式存在，特别是地下水和深层地表水中。尽管锰是人体必需的微量元素之一，对多种生理功能发挥着关键作用，但过量摄入mn2+却可能对人体健康造成不利影响，包括神经功能障碍、睡眠质量下降、运动协调性减退，以及认知能力的损害。因此，确保饮用水中mn2+含量处于安全水平是公共卫生领域的一项重要任务。
2、传统的除锰方法包括化学氧化、离子交换、吸附和生物处理等；这些方法虽然在一定程度上能够去除mn2+，但通常存在处理效率低、成本高、操作复杂、可能产生二次污染等问题；如传统曝气除锰工艺处理方式在曝气过滤的过程中，mn2+氧化成四价锰需要更强的氧化环境，存在氧化不足、除锰效果差、流程繁琐、运行成本高、频繁再生、废水比高、占地面积大、管理维护难等问题，而在自然条件下，氯氧化mn2+的过程极为缓慢；吸附法和离子交换法则需要定期更换吸附剂或离子交换树脂，增加了运营成本。
3、为了提高可溶性mn2+的氧化速率和氧化效率，研究人员使用二氧化氯、高锰酸钾或臭氧等强氧化剂氧化mn2+形成不溶性mnox，然后进行固液分离，达到了满意的效果，但价格昂贵；氯价廉易得，在氯氧化的过程中对细菌病毒等具有消毒作用，但存在氧化速度慢的问题；为了提高氯的催化氧化速率，近年来研究人员开始探索使用催化剂来提高氯的氧化效率，如活性炭、混凝剂水解产物、高岭土等，发现这些催化剂能提高氧化速率，将饮用水中mn2+的浓度降至0.1m
技术实现思路
1、本申请提供了一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，解决了除mn2+净水过程中催化氧化速度慢，效果差的问题。
2、本申请实施例提供了一种金属柱撑膨润土的制备方法，将金属柱撑膨润土和游离氯加入到含二价锰离子水溶液中，在反应器中搅拌、氧化反应、分离。
3、在其中一实施例中，
4、所述金属柱撑膨润土制备方法为：
5、步骤一、将膨润土分散在水中，振荡后静沉，得到上部膨润土浆液；
6、步骤二、将所述上部膨润土浆液分散在无机溶液中，室温搅拌，过滤分离，得到纯化钠基膨润土；
7、步骤三、将氢氧化钠溶液滴加到氯化金属溶液中，控制氢氧根与金属离子的比值，搅拌，水浴老化，得到柱撑剂；
8、步骤四、将所述纯化钠基膨润土与水按一定质量比混合后，加入所述柱撑剂混合，控制金属离子与膨润土的比例，搅拌后处理得到金属柱撑膨润土。
9、在其中一实施例中，
10、步骤一所述水为去离子水，所述上部膨润土浆液中颗粒直径小于2μm。
11、在其中一实施例中，
12、步骤二所述无机溶液为氯化钠溶液，所述氯化钠溶液浓度为1.0mol/l，搅拌时间为12h。
13、在其中一实施例中，
14、步骤三所述氢氧化钠溶液和氯化金属溶液浓度均为0.5mol/l，所述氯化金属溶液为alcl3、fecl3或ticl4中的一种，搅拌的时间为1-3h，水浴老化的时间为12-96h、温度为60℃，优选的，水浴老化的最佳时间为24h。
15、在其中一实施例中，
16、步骤三所述氢氧根与金属离子的比值为氢氧根:金属离子＝2-3:1，优选的，氢氧根与金属离子的比值为氢氧根:金属离子＝2.4:1。
17、在其中一实施例中，
18、步骤四所述纯化钠基膨润土与水的质量比为2:98，所述金属离子与膨润土比例为5-40mmol金属离子/1g膨润土，优选的，金属离子与膨润土最佳比例为15mmol金属离子/1g膨润土。
19、在其中一实施例中，
20、步骤四后处理具体步骤为：陈化，用水洗涤至无氯离子，烘干，煅烧所述陈化时间为12-48h，烘干温度为103-105℃，煅烧温度为400-600℃，优选的，最佳陈化时间为24h，最佳煅烧温度为500℃。
21、本申请还提供了一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，为根据上述实施例任一所述的一种金属柱撑膨润土的制备方法，将所述金属柱撑膨润土和游离氯加入到含二价锰离子水溶液中，在反应器中搅拌、氧化反应、分离。
22、在其中一实施例中，
23、所述金属柱撑膨润土为1-40份，所述游离氯为2-5份，所述二价锰离子水溶液为1份。
24、在其中一实施例中，
25、所述游离氯为氯气、液氯或次氯酸钠中的一种。
26、本申请提供了一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，金属柱撑膨润土作为高效催化剂，可提供催化位点，催化氯快速氧化水中mn2+，并且有较高的比表面积和孔隙率，可为mn2+的产物mnox提供负载，而mnox具有自催化作用，加速水中的mn2+氧化，大大缩短反应时间和减小处理空间，并可有效地去除水中的细菌、病毒、藻类等污染物；金属柱撑膨润土的比表面积越大，表面活化位点越多，催化氧化效果越明显，氧化产物mnox可循环利用，也可用于锰的回收；本专利技术可快速启动氯催化氧化反应，不受地区、水质、锰含量、滤池滤速的影响，可灵活应对各种mn2+超标的水源水，占地面积和占用空间小，便于管理和维护，确保了饮用水安全。
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1.一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，其特征在于，将金属柱撑膨润土和游离氯加入到含二价锰离子水溶液中，在反应器中搅拌、氧化反应、分离。
2.根据权利要求1所述的一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，其特征在于，所述金属柱撑膨润土制备方法为：
3.根据权利要求2所述的一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，其特征在于，步骤一所述水为去离子水，所述上部膨润土浆液中颗粒直径小于2μm。
4.根据权利要求2所述的一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，其特征在于，步骤二所述无机溶液为氯化钠溶液，所述氯化钠溶液浓度为1.0mol/L，搅拌时间为12h。
5.根据权利要求2所述的一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，其特征在于，步骤三所述氢氧化钠溶液和氯化金属溶液浓度均为0.5mol/L，所述氯化金属溶液为AlCl3、FeCl3或TiCl4中的一种，搅拌的时间为1-3h，水浴老化的时间为12-96h、温度为60℃。
6.根据权利要求2所述的一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，其特征在于，步骤三所述氢氧根与金属离子的比值为氢氧根:金属离子＝2-3:1。p>
7.根据权利要求2所述的一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，其特征在于，步骤四所述纯化钠基膨润土与水的质量比为2:98，所述金属离子与膨润土比例为5-40mmol金属离子/1g膨润土。
8.根据权利要求2所述的一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，其特征在于，步骤四后处理具体步骤为：陈化，用水洗涤至无氯离子，烘干，煅烧，所述陈化时间为12-48h，烘干温度为103-105℃，煅烧温度为400-600℃。
9.根据权利要求1所述的一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，其特征在于，所述金属柱撑膨润土为1-40份，所述游离氯为2-5份，所述二价锰离子水溶液为1份。
10.根据权利要求1所述的一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，其特征在于，所述游离氯为氯气、液氯或次氯酸钠中的一种。
...【技术特征摘要】
1.一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，其特征在于，将金属柱撑膨润土和游离氯加入到含二价锰离子水溶液中，在反应器中搅拌、氧化反应、分离。
2.根据权利要求1所述的一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，其特征在于，所述金属柱撑膨润土制备方法为：
3.根据权利要求2所述的一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，其特征在于，步骤一所述水为去离子水，所述上部膨润土浆液中颗粒直径小于2μm。
4.根据权利要求2所述的一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，其特征在于，步骤二所述无机溶液为氯化钠溶液，所述氯化钠溶液浓度为1.0mol/l，搅拌时间为12h。
5.根据权利要求2所述的一种催化氧化饮用水中锰离子的方法，其特征在于，步骤三所述氢氧化钠溶液和氯化金属溶液浓度均为0.5mol/l，所述氯化金属溶液为alcl3、fecl3或ticl4中的一种，搅拌的时间为1-3h，水浴老化的时间为12-96h、温度为60℃。
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【专利技术属性】
技术研发人员：马玉新，钱圣，王子豪，于亦飞，吕浩，马晋，林超，马舒琦，吴瑞琳，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：
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