[发明专利]一种饮用水中微囊藻毒素的去除净化方法

说明书

技术领域

一种饮用水中微囊藻毒素的去除净化方法，属于水处理技术领域。

背景技术

中国的水环境污染日益严重，由此引发的饮用水安全问题得到了越来越多的关注。目前，水体的富营养化引起蓝藻水华爆发以及由此带来的藻毒素(主要是微囊藻毒素，MCs)的去除研究已经成为水环境和水污染领域的研究热点。大量研究结果显示，这些污染物即使在“可接受”的低浓度下，仍然能够对人类和生物造成显著的影响。因此，对饮用水中MCs的有效去除，已经成为饮用水安全方面亟待解决的重要问题。

富营养化水体藻类的大量繁殖引起水华的爆发，给地表水水质和生态系统带来严重的影响：水质污浊发臭，透明度下降，感官性状恶化，同时导致水体溶解氧浓度的迅速降低，造成水生生物因缺氧而大量死亡，最令人担心的是，当某些藻类(主要是铜绿微囊藻)破壁衰亡，其细胞溶解会导致胞内毒素的释放，给蓝藻的资源化带来了困难。研究结果显示微囊藻毒素(MCs)的主要靶器官是肝脏，主要表现为使肝脏充血肿大，严重时可导致肝出血和坏死，其致毒机理是通过抑制肝细胞中蛋白磷酸酶的活性，诱发细胞角蛋白高度磷酸化，导致哺乳动物肝细胞微丝分解、破裂和出血；另据调查发现，饮用水中MCs的存在与人群中原发性肝癌和大肠癌的发病率有很大的相关性；在最新研究中发现，MCs对于小鼠肺部的毒性作用也相当明显。

传统的给水处理工艺(混凝、沉淀、过滤、消毒)只能去除水中的悬浮物、胶体颗粒，而对于污染水源中的微量甚至痕量的溶解性污染物去除能力明显不足。更加严重的是，水源水中普遍存在的腐殖酸等有机物在加氯消毒后容易反应生成三致(致诱、致畸、致癌)物质以及前驱物(THMFP)，使水的毒理学安全性下降。因此，对饮用水的深度处理，去除受污染原水和自来水中MCs对提高饮用水水质和安全性具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种饮用水中微囊藻毒素的去除净化方法，采用催化高级氧化技术，提高MCs降解过程中的羟自由基(·OH)途径，增强去除效率；使用高效的活性炭纤维对高级氧化降解产物进一步吸附去除，达到深度处理的最佳效果。

本发明的技术方案：一种饮用水中微囊藻毒素的去除净化方法，采用臭氧氧化-活性炭纤维联用去除饮用水中的微囊藻毒素，过程如下：

1)取水的预处理：从水源地取水，经过混凝、沉淀、过滤预处理降低源水中的COD、SS常规指标，根据不同源水质量，COD去除率在60％-80％之间，SS去除率控制为95％；

2)臭氧氧化处理：采用臭氧氧化的方法有针对性的去除微囊藻毒素，降低水中DOC，在该处理过程中采用射流混合的技术，使反应充分进行，液相臭氧投加量为1-5mg/L，pH 7.0，室温反应30min，达到微囊藻毒素去除率95％以上，DOC降解率80％以上；

3)活性炭纤维处理：臭氧氧化后出水进入活性炭纤维处理工艺，使用活性炭纤维吸附去除未完全降解的微囊藻毒素和臭氧氧化带来的小分子有机物，水流速度为20L/h，停留时间为30min的条件下，出水达到国家2006年《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006。

本发明的有益效果：

1)高级氧化技术，对水体中带有不饱和基团(具有供电性)的有机物有高效的去除效果，对微囊藻毒素的去除针对性强。

2)本方法不带来二次污染，不产生加氯消毒后容易反应生成三致物质以及前驱物(THMFP)。

3)水处理毒理学安全性高，可以完全去除水中的有毒害物质。

4)本法去除效果好，出水达到、优于2006年《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)。

5)高级氧化-活性炭纤维技术具有相对低的一次性投入和明显的去除效果。

6)本方法具有较高的工业化应用前景，适合系列产品的开发。

传统的常规净水工艺主要以去除水中悬浮及胶体物质为主，以出水的浊度、色度和细菌总数为工艺控制的主要目标，而对溶解性有机物的去除率只有10％～50％，平均30％左右。对于水中微量存在而且溶解性较好的MCs去除效率相当低。另外，由于传统净水工艺中后续的加氯处理会产生比原来更具有内分泌干扰作用的副产物，比如三氯甲烷、氯乙酸等三致物质。高级氧化可以有效地降解MCs等这些环境难降解有机物，对它们进行脱毒或者去除毒性；接着，高级氧化产生的一些小分子的醛、酮、酸类副产物可以通过活性炭吸附工艺进一步去除，达到深度处理的效果。

附图说明

图1饮用水中微囊藻毒素去除净化技术路线示意图。

图2不同臭氧浓度对MCs降解的影响。