[发明专利]一种钴氧化物催化高锰酸钾去除水中微污染有机物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钴氧化物催化高锰酸钾去除水中微污染有机物的方法，属于水处理技术领域。

背景技术

随着工业和经济的发展以及药品和个人护理品频繁而大量使用，水源地污染、水质安全已成为世界性问题。除常规污染项目外，有毒有机污染物已在相当部分饮用水水源地中检出，所以常规饮用水处理工艺已经很难满足人们对水质的要求。饮用水除污染问题尤其是水中微量有机污染物的去除，越来越受到人们的关注。国内外的许多研究结果表明，受污染水源水经过常规的混凝、沉淀、过滤、消毒工艺通常只能去除水中微量有机污染物的20％-30％，且水源中溶解性微量有机污染物的存在不利于破坏胶体的稳定性而使常规处理工艺对原水浊度的去除效果明显下降，如何能高效去除饮用水源中的微量有机污染物以及寻找更有效的深度处理技术来催化去除微量有机污染物迫在眉睫。

目前普遍采用的氧化去除水中有机物的方法有加含氯氧化剂、加臭氧或高锰酸钾等。其中高锰酸钾在去除有机污染物、除臭、除色度及浊度、去除重金属离子方面的有很好的表现，并且易于运输、储存，投加方便，价格低，无毒副产物产生，近年来在去除饮用水源中的微量有机污染物方面已经广泛应用。但是当利用高锰酸钾氧化水源中的微量有机污染物时，存在一些缺点，如对微量有机污染物尤其是药品和个人护理品以及这些物品的代谢产物的去除率低、反应速率慢等。针对这些问题，本发明提出在高锰酸钾氧化去除水中微量有机污染物时，按一定比例同时投加钴氧化物(CoO、Co₂O₃和Co₃O₄中的一种或几种按不同比例组合)，利用钴氧化物作为催化剂来催化高锰酸钾氧化去除水中的微量有机污染物。

本发明中的钴氧化物(CoO、Co₂O₃和Co₃O₄中的一种或几种按不同比例组合)均不溶于水，其催化高锰酸钾氧化过程属于非均相催化，这使得在催化过程结束后钴氧化物能够较容易地从水体中分离出来。

与其他催化剂相比，钴氧化物对生物体的毒性很低，在动物和人体内不累积，即使在处理过程中有微量钴遗漏在水体中，也不会对水质造成很大影响或对人和动物造成危害，此外，钴氧化物的价格也较低。

目前，尚无发明涉及钴氧化物在中性或者近中性的水环境中催化高锰酸钾氧化的应用。

发明内容

本发明为了解决现有高锰酸钾对水中微量有机污染物去除率低的问题，而提供了一种钴氧化物催化高锰酸钾氧化去除水中微量有机污染物的方法，通过投加钴氧化物作为催化剂，提高水中微量有机污染物的去除率。该方法可以作为河流水、湖泊水和地下水等饮用水水源的预氧化处理，以及生活和工业排放的含有微量有机污染物的废水和污水的深度处理。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种钴氧化物催化高锰酸钾去除水中微污染有机物的方法，其特征在于：步骤如下：向含有微量有机污染物的水中同时投加高锰酸钾和钴氧化物，处理时间为30min-3h，高锰酸钾的投加量为1-25μmol/L，钴氧化物的投加量为0.01-0.1g/L。

所述钴氧化物包括CoO、Co₂O₃和Co₃O₄中的一种或几种的复合。

所述钴氧化物的投加方式包括干式投加或者配制成悬浊液湿式投加。

反应后的所述钴氧化物可在催化过程结束后通过混凝或者过滤方式去除。

所述微量有机污染物为水源水中常检测到的浓度较低的有机污染物，包括内分泌干扰物、药物或个人护理品。

所述的水是指自河流水、湖泊水、水库水、地下水、生活或工业排放的含有微量有机污染物的废水或污水中的一种。

根据水质污染的情况，高锰酸钾的投加量控制在1-25μmol/L，钴氧化物的投加量控制在0.01-0.1g/L。高锰酸钾和钴氧化物投加到水中后，利用后续的混凝或者过滤工艺将剩余的有机污染物质、钴氧化物和还原产物二氧化锰同步去除。

本发明主要针对饮用水水源中微量有机污染物预氧化处理工艺和污水或废水的深度处理工艺开发的。本发明的基本原理是在水处理工艺流程中，将少量的高锰酸钾与钴氧化物投加在待净化水中，使之与水中有机物作用一段时间，从而达到分解或去除水中有机污染物的目的。