專利名稱：一種通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法
一種通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明技術(shù)方案涉及水處理技術(shù)，具體涉及一種去除水中溴酸鹽的方法。
背景技術(shù)：
水污染導(dǎo)致的飲用水安全性問題嚴(yán)重威脅著人們的身體健康，提高凈水效能的同 時控制副產(chǎn)物已成為凈水工藝的核心任務(wù)。臭氧化組合工藝因其公認(rèn)的優(yōu)勢已在許多發(fā)達(dá) 國家得到推廣，并開始在我國采用。但隨著臭氧化工藝的使用，其對飲用水安全性也造成了 負(fù)面影響。含溴離子的原水在臭氧化過程中就會生成常規(guī)水處理工藝難以去除的溴酸鹽。 臭氧化凈水工藝在大幅度削減常規(guī)污染物和農(nóng)藥等微污染物的同時，也客觀上使溴酸鹽成 為影響居民身體健康的潛在威脅。 溴酸鹽被國際癌癥研究機構(gòu)定為2B級(較高致癌可能性)的潛在致癌物，動物試 驗確認(rèn)其有致癌性，微生物試驗發(fā)現(xiàn)其有致突變性。美國國家環(huán)境保護局(EPA)的研究表 明飲用水中溴酸鹽的含量為P g/L級都會有一定的致癌作用，攝入3i! g/L的溴酸鹽的致 癌風(fēng)險率為10—5 ;攝入5ii g/L的溴酸鹽的致癌風(fēng)險率為10—4。 世界衛(wèi)生組織(WHO)建議控制飲用水中溴酸鹽最大含量為25 ii g/L ;美國EPA在 第一階段飲用水控制法案中規(guī)定飲用水中溴酸鹽的最大容許質(zhì)量濃度為10y g/L，并將 過渡到更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)；我國建設(shè)部2005年2月發(fā)布的《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中給出了 10yg/L的溴酸鹽最高允許濃度；2007年7月1日開始在全國范圍內(nèi)實施的新《生活飲用 水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中也規(guī)定在使用臭氧時，溴酸鹽的最大限制為10i! g/L。 盡管溴酸鹽生成量可以通過工藝優(yōu)化等途徑得到一定程度的控制，但完全避免是
不現(xiàn)實的。關(guān)于溴酸鹽的去除，國外已經(jīng)開展了不少研究，主要有膜處理法，離子交換法，生
物降解法，活性炭吸附還原法和化學(xué)藥劑還原法。UV輻射、高能電子束照射等去除溴酸鹽的
實驗室研究也有報道。其中，膜處理法對溴酸鹽的去除效果好，但處理價格較高，同時還會 產(chǎn)生一些含高濃度溴酸鹽的廢水需要得到另外的處理；生物降解法對溴酸鹽也有較好的效
果，但是需要較長的時間。
發(fā)明內(nèi)容
為了更好地達(dá)到去除水中溴酸鹽的效果，本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種通過載銀活 性炭去除水中溴酸鹽的方法。 本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為提供了一種所述通過載銀活性炭 去除水中溴酸鹽的方法為通過載銀活性炭的吸附作用、還原作用及所述載銀活性炭表面單 質(zhì)銀的催化作用去除水中的溴酸鹽。 根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述載銀活性炭為載銀活性炭柱或載銀活性炭 層，高度為0. 8m 2m。 根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案空床接觸時間(Empty Bed Contact Time)為 10min 25min。
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本發(fā)明技術(shù)方案還提供了一種用于去除水中溴酸鹽時使用的載銀活性炭的制備 方法，所述載銀活性炭的制備方法包括步驟一、將普通活性炭研磨并用蒸餾水清洗至上清 液無色，100°C ll(TC下烘干23h 25h ;步驟二、配制銀離子質(zhì)量濃度為0. 62 6. 2g/L的 銀氨溶液，每克母炭中加入1. 6ml 1. 8ml的銀氨溶液，攪拌使溶液充分浸漬到母炭中，靜 置23h 25h， 100°C ll(TC下烘干，直至恒重，得到載銀比為0. 1 1 %的活性炭；步驟三、 將所述步驟二中得到的一定載銀比的活性炭放入爐中，通過氮氣保護，升溫速度為10°C 13°C /min，在300 50(TC條件下，焙燒2 4小時，當(dāng)溫度降到65°C 75"后，取出并自 然冷卻，即得所需的載銀活性炭。 根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述步驟一具體為將普通活性炭研磨并用蒸餾水 清洗至上清液無色，105t:下烘干24h。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述步驟二具體為配制銀離子質(zhì)量濃度為 0. 62 6. 2g/L的銀氨溶液，每克母炭中加入1. 7ml的銀氨溶液，攪拌使溶液充分浸漬到母 炭中，靜置24h，105t:下烘干，直至恒重，得到載銀比為0. 1 1%的活性炭。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述步驟三具體為將所述步驟二中得到的一定 載銀比的活性炭放入管式馬弗爐中，通過氮氣保護，升溫速度為10°C /min，在300 500°C 條件下，焙燒2 4小時，當(dāng)溫度降到7(TC后，取出并自然冷卻，即得所需的載銀活性炭。
根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選技術(shù)方案所述載銀活性炭其載銀量為0. 1% 1%。
本發(fā)明技術(shù)方案能夠有效地去除水中臭氧副產(chǎn)物溴酸鹽，在不增加成本和處理時 間的基礎(chǔ)上對溴酸鹽的去除率較普通活性炭可提高20%左右。
具體實施方式
以下對本發(fā)明技術(shù)方案進行詳細(xì)說明 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的通過膜處理法對溴酸鹽雖然去除效果好，但處理價格較 高，同時還會產(chǎn)生一些含高濃度溴酸鹽的廢水需要進行另外處理；生物降解法對溴酸鹽也 有較好的處理效果，但是需要較長的時間等缺陷，為了更好地達(dá)到去除水中溴酸鹽的效果， 本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法。 本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為提供了一種所述通過載銀活性炭 去除水中溴酸鹽的方法，所述通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法通過將含有溴酸鹽的 原水通過載銀活性炭柱，通過載銀活性炭的吸附作用、還原作用及所述載銀活性炭表面單 質(zhì)銀的催化作用達(dá)到去除水中溴酸鹽的目的。 本發(fā)明技術(shù)方案通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法中所運用的工藝原理之 一為通過載銀活性炭的吸附作用去除溴酸鹽。載銀活性炭是一種用途極廣的吸附劑，具有 吸附能力高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，其對溴酸鹽有著較好的吸附截留作用。 本發(fā)明技術(shù)方案通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法中所運用的工藝原理之
二為通過載銀活性炭的化學(xué)還原作用去除溴酸鹽。載銀活性炭表面除了含有碳元素，還
含有各種有機官能團形式的氧化物及碳?xì)浠?，其使載銀活性炭與被吸附物質(zhì)發(fā)生化學(xué)作
用。溴酸鹽通過與載銀活性炭的反應(yīng)被還原為溴離子，從而降低溴酸鹽含量，載銀活性炭還
原Br03—的反應(yīng)方程式見式(1)和式(2):<formula>formula see original document page 4</formula>
C+2Br0— — 2Br—+C02 (2) 本發(fā)明技術(shù)方案通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法中所運用的工藝原理之 三為通過載銀活性炭表面銀的催化作用去除溴酸鹽。銀是貴金屬的一種，具有較強的催化 活性。銀對溴酸鹽的反應(yīng)方程式見式(3):
々 、<formula>formula see original document page 5</formula>(i) 在本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案中所述載銀活性炭為載銀活性炭柱或載銀活性炭層，高 度為0. 8m 2m， EBCT控制在lOmin 25min。 本發(fā)明技術(shù)方案還提供了一種用于去除水中溴酸鹽時使用的載銀活性炭的制備 方法，所述載銀活性炭的制備方法包括步驟一、將普通活性炭研磨并用蒸餾水清洗至上清 液無色，100°C ll(TC下烘干23h 25h ;步驟二、配制銀離子質(zhì)量濃度為0. 62 6. 2g/L的 銀氨溶液，每克母炭中加入1. 6ml 1. 8ml的銀氨溶液，攪拌使溶液充分浸漬到母炭中，靜 置23h 25h， 100°C ll(TC下烘干，直至恒重，得到載銀比為0. 1 1 %的活性炭；步驟三、 將所述步驟二中得到的一定載銀比的活性炭放入爐中，通過氮氣保護，升溫速度為10°C 13°C /min，在300 50(TC條件下，焙燒2 4小時，當(dāng)溫度降到65°C 75"后，取出并自 然冷卻，即得所需的載銀活性炭。 在本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案中所述步驟一具體為將普通活性炭研磨并用蒸餾水清 洗至上清液無色，105t:下烘干24h。所述步驟二具體為吸取1. 7ml的銀氨溶液加入lg的 母炭中，攪拌使母炭均勻分散在溶液中，靜置24h左右，10(TC ll(TC下烘干，直至恒重，得 到載銀比為O. 1 1%的活性炭； 所述步驟三具體為將所述步驟二中得到的一定載銀比的活性炭放入管式馬弗爐 中，通過氮氣保護，升溫速度為10°C /min，在300 50(TC條件下，焙燒2 4小時，當(dāng)溫度 降到7(TC后，取出并自然冷卻，即得所需的載銀活性炭。 通過上述方法所制得的載銀活性炭即為本發(fā)明技術(shù)方案"通過載銀活性炭去除水 中溴酸鹽的方法"中所專用的載銀活性炭，其載銀量為0. 1% 1%。 本發(fā)明技術(shù)方案能夠有效地去除水中臭氧副產(chǎn)物溴酸鹽，對溴酸鹽的去除率較普 通活性炭可提高20%左右，而且本發(fā)明去除水中溴酸鹽的方法操作方便，不需要改變現(xiàn)有 給水廠的工藝流程，具有很高的實用性。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對本發(fā)明所作的進一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護范圍。
權(quán)利要求
一種通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法，其特征在于所述通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法為通過載銀活性炭的吸附作用、還原作用及所述載銀活性炭表面單質(zhì)銀的催化作用去除水中的溴酸鹽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法，其特征在于所述載銀活性炭為載銀活性炭柱或載銀活性炭層，高度為0. 8m 2m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法，其特征在于空床接 觸時間為10min 25min。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法，其特征在于所述載 銀活性炭的制備方法包括步驟a :將普通活性炭研磨并用蒸餾水清洗至上清液無色，100°C ll(TC下烘干23h 25h ;b :配制銀離子質(zhì)量濃度為0. 62 6. 2g/L的銀氨溶液，每克母炭中加入1. 6ml 1. 8ml 的銀氨溶液，攪拌使溶液充分浸漬到母炭中，靜置23h 25h，10(TC ll(rC下烘干，直至恒 重，得到載銀比為0. 1 1%的活性炭；c :將所述步驟b中得到的一定載銀比的活性炭放入爐中，通過氮氣保護，升溫速度為 10°C 13°C /min，在300 50(TC條件下，焙燒2 4小時，當(dāng)溫度降到65°C 75"后，取 出并自然冷卻，即得所需的載銀活性炭。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法，其特征在于所述步 驟a具體為將普通活性炭研磨并用蒸餾水清洗至上清液無色，105t:下烘干24h。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法，其特征在于所述步 驟b具體為配制銀離子質(zhì)量濃度為0. 62 6. 2g/L的銀氨溶液，每克母炭中加入1. 7ml的 銀氨溶液，攪拌使溶液充分浸漬到母炭中，靜置24h，105t:下烘干，直至恒重，得到載銀比為 0. 1 1%的活性炭。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法，其特征在于所述步 驟c具體為將所述步驟b中得到的一定載銀比的活性炭放入管式馬弗爐中，通過氮氣保 護，升溫速度為10°C /min，在300 50(TC條件下，焙燒2 4小時，當(dāng)溫度降到7(TC后，取 出并自然冷卻，即得所需的載銀活性炭。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法，其特征在于所述載 銀活性炭其載銀量為0. 1% 1%。
全文摘要
本發(fā)明技術(shù)方案涉及水處理技術(shù)，具體涉及一種通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法。為了更好地達(dá)到去除水中溴酸鹽的效果，本發(fā)明技術(shù)方案提供了一種通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法。所述通過載銀活性炭去除水中溴酸鹽的方法為通過載銀活性炭的吸附作用、還原作用及所述載銀活性炭表面單質(zhì)銀的催化作用去除水中的溴酸鹽。本發(fā)明技術(shù)方案能夠有效地去除水中臭氧副產(chǎn)物溴酸鹽，在不增加成本和處理時間的基礎(chǔ)上對溴酸鹽的去除率較普通活性炭可提高20％左右。
文檔編號C02F1/70GK101708884SQ20091011001
公開日2010年5月19日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者劉軍, 張小娜, 朱榮淑, 董文藝, 董洋, 董紫君 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院