本发明专利技术属于给水处理技术领域，涉及一种去除饮用水中污染物的方法，包含以下步骤：（1）向未处理的引用水中同时投加高锰酸钾和负载型钌催化剂，将上述混合物置于接触反应器中反应；（2）利用沉淀池将反应后的催化剂与水分离，得到处理后的水。本发明专利技术投加的负载型钌催化剂可以大大提高高锰酸钾对微污染物的去除效率，在近中性条件下，反应0.5～2.0h，本方法对原水中苯胺类物质、酚类内分泌干扰物以及苯并三唑类光稳定剂的氧化速率提高200～800%，去除率提高15～200%。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于给水处理
，涉及一种去除饮用水中污染物的方法。
技术介绍
随着经济及工业的发展，水资源的持续污染日益严重，与此同时，生活水平的提高也使得人们对于饮用水的安全保障要求日益严格。新材料新技术的开发使水环境中的污染物种类日益增加，水中微污染物如苯胺类物质，酚类内分泌干扰物以及苯并三唑类光稳定剂对传统的水处理工艺提出了严峻的挑战，国内外的实验研究与实际生产运行结果表明，受以上三类物质污染的水体通过常规的混凝、沉淀、过滤、消毒工艺对微污染物的去除率只能达到2(Γ30%。因此，为了保障饮用水安全，需要在传统过程中引进预氧化工艺或者深度处理工艺。 目前给水处理中常用的氧化药剂主要有液氯、二氧化氯、臭氧和高锰酸钾等。相比于其他几种氧化药剂，高锰酸钾不会产生有毒有害的消毒副产物，其还原产物二氧化锰具有吸附、助凝等作用，可强化水体中污染物的去除，并且易于分离，除此之外，高锰酸钾便于运输存储、使用方便。但高锰酸钾的氧化速率较低，要得到与液氯、二氧化氯或者臭氧相同的去除效果，需要的氧化时间和投加量会增大，因此也就带来了基建成本和运行费用的增加。前期的研究的结果表明，给水工艺中的大部分氧化剂并不能将有机物完全矿化，高锰酸钾(250 μ Μ)氧化双酚A (25 μ Μ)的过程中，TOC的去除率仅为50%左右，并且随着氧化时间的增长，TOC的去除率变化不大。臭氧氧化过程中也存在类似的现象，当氧化时间延长4h时，TOC的去除率只提高了 16%。因此我们推断，虽然在氧化过程中微污染物的母体得到了较好的去除，但是这些母体转化的中间产物更难矿化，并且这些中间产物的毒性大多仍然未知。为了完全将微污染物的毒性消除，最安全可靠的方法是将这些难降解的中间产物彻底矿化，转化为CO2和H2O。钌为钼系贵金属元素的一种，经常用作合成氨的第二代催化剂；另外在有机合成方面，钌催化剂在有机加氢反应中呈现出较高的催化活性。近年来，有研究显示钌催化剂在强碱性和强酸性氧化还原体系中均可以提高反应速率，强化有机污染物的去除效果。本课题组前期的研究结果也证明在中性条件下微量均相钌催化剂的存在可以大大提高高锰酸钾对苯胺类物质、酚类内分泌干扰物和苯并三唑类光稳定剂的去除速率，并且可以提高其矿化率。但均相催化剂在反应结束后依然会存留于水体中，易引入二次污染；同时，均相催化剂不能回收和重复利用会增加催化剂投资，增大水处理成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了为克服现有技术中的缺陷，而提供一种去除饮用水中污染物的方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案本专利技术的负载型钌催化剂能够克服高锰酸钾单独氧化去除微污染物时氧化速率慢和去除效率低，目标污染物无法被完全矿化，以及均相催化剂无法回收重复利用、引入二次污染和增加运行成本等问题，为水体中微污染物的去除提供一种高效、持续的方法。一种去除水中微污染物的方法，包含如下步骤(I)向未处理的饮用水中同时投加高锰酸钾和负载型钌催化剂，将上述混合物置于接触反应器中反应；(2)利用沉淀池将反应后的催化剂与水分离，得到处理后的水。所述的负载型钌催化剂为非均相催化剂，其中钌的来源为三羰基二 (三苯基膦)合钌、二氯二羰基合钌、二氯四(三苯基膦)合钌、二氯三(三苯基膦)合钌、二氢化羰基三(三苯基膦)合钌、一氯氢化羰基三(三苯基膦)合钌、二氯三羰基合钌二聚物、二氧化钌、四醋酸一氯合二钌、三氯化钌、硫酸钌、乙酰丙酮钌或氯钌酸铵中的一种或一种以上。 所述的负载型钌催化剂的载体为活性氧化铝、二氧化铈、二氧化钛、氢氧化铁、氧化锆、绿色氧化镍、三氧化二铁、羟基氧化铁、四氧化三钴、三氧化二钴、二氧化硅、凹凸棒矿物、陶瓷颗粒、大孔树脂、活性炭、沸石或粘土中的一种或一种以上。所述的步骤(I)中负载型钌催化剂中钌元素含量为载体重量为O. 02 2%。所述的步骤(I)中反应时间为O. 5 2. Oh。所述的步骤(I)中未处理的饮用水的pH为6. 5-8. 5。所述的步骤(I)中高锰酸钾的投加量为I. (Tl2mg/L。所述的步骤(I)中负载型钌催化剂的投加量为2. (Tl5mg/L，以钌计。所述的步骤(I)中未处理的饮用水中含有的微污染物是苯胺类物质、酚类内分泌干扰物或苯并三唑类光稳定剂等微污染物中的一种或一种以上。所述的苯胺类物质选自苯胺、邻甲基苯胺、间甲基苯胺或对甲基苯胺等中的一种或一种以上。所述的酚类内分泌干扰物选自双酚A、三氯生或2，4- 二氯苯酚等中的一种或一种以上。所述的苯并三唑类光稳定剂选自苯并三氮唑、5-甲基-苯并三氮唑或二甲基苯并三氮唑等中的一种或一种以上。所述的步骤(2)中催化剂和水在沉淀池中静置分离，分离时间为O. Γ0. 2h。所述的接触反应器为采用水厂常用絮凝池的形式，如水力絮凝池、折板絮凝池及网格絮凝池或者机械搅拌絮凝池。所述的反应池的参数可参考室外给水设计规范(GB50013-2006)中各絮凝池的相关规定，以达到药剂混合及降解污染物的目的。所述的负载型钌催化剂的制备方法，包含以下步骤(I)确定载体对溶剂(去离子水)的吸收能力，然后按照所需负载量将固态钌溶于酸性溶剂(pH < 4的去离子水)后，调节溶液至酸性，与载体充分混合后振荡；(2)振荡时间大于4h以后，用去离子水充分冲洗载体至冲洗液pH呈中性；(3)将冲洗后的载体置于真空干燥箱中，105° C，干燥时间大于4h，冷却至室温后，密闭储存即可。本专利技术主要针对给水处理工艺中微污染物的去除，利用负载型钌催化剂催化高锰酸钾氧化过程，大大提高了高锰酸钾的氧化速率，从而达到高效降解水中微污染物的目的。本专利技术方法可以单独使用，也可以与其他水处理工艺联合使用。将高锰酸钾和负载型钌催化剂加到氧化接触反应器中对受污染水体进行处理，或者将催化剂填充到反应柱中，当含高锰酸钾氧化剂的受污染水体流经过反应柱时，负载型钌催化剂发挥其催化作用。根据水体受污染的程度，高锰酸钾的投加量控制在l.(Tl2mg/L，催化剂投加量控制在2.0 15mg/L。本专利技术同传统高锰酸钾氧化技术相比，具有以下几点优势I.通过采用非均相催化剂，本专利技术大大提高了微污染物的矿化率，使得大部分甚至全部的TOC转化为CO2和H2O,因此有效地去除了有机物的毒性，更好的保障了水(特别是饮用水)的安全，这是本专利技术方法最大的优点。2.本专利技术在中性条件下使用负载型钌催化剂催化高锰酸钾氧化水中微污染物，负载型钌催化剂的投加不改变原水的PH值及各项物理指标；负载型钌催化剂使用方便，易于固液分离；反应后，钌化合物基本无泄漏(低于ICP-AES的检出限O. 03mg/L),因 此不会引入水体的二次污染，安全可靠。通过重复性使用实验证明，负载型钌催化剂重复使用10次以上时催化活性稳定，因此该催化剂适合应用于长期连续运行的工艺。2.本专利技术与现行的传统高锰酸钾氧化技术相比，可以减少高锰酸钾药剂的投加量；并且缩短反应时间，节省基建投资。3.本专利技术与现行的传统高锰酸钾氧化技术相比，具有反应速率快，去除效率高等优点。例如对于初始浓度为O. 5mgL的苯胺溶液，pH值为7. O ( ±0. 1)，温度为25° C时，反应30min，投加负载型钌催化剂后去除率可提高40%(图I)。由此可见负载型钌催化剂可加速有机污染物的分解和转化。对比多种有机污本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种去除水中微污染物的方法，其特征在于：包含如下步骤：（1）向未处理的饮用水中同时投加高锰酸钾和负载型钌催化剂，将上述混合物置于接触反应器中反应；（2）利用沉淀池将反应后的催化剂与水分离，得到处理后的水。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：乔俊莲，关小红，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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