[发明专利]一种零价铁活化过硫酸盐去除水中嗅味物质的方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术应用领域，具体涉及一种零价铁活化过硫酸盐去除水中嗅味物质的方法。

背景技术

水中含有嗅味物质导致嗅味问题的出现，国内外对去除水中嗅味物质都进行了大量的研究，目前，嗅味物质的降解技术的研究大致可以分成以下几种：

(1)传统处理工艺去除方法：传统工艺的去除方法一般包括曝气和活性炭吸附。

(2)氧化处理工艺：一般常见的氧化处理工艺有臭氧氧化、高猛酸钾氧化、光降解。

(3)膜处理技术：膜处理技术利用的是根据分子量的大小，利用外界的压力通过不同孔径的膜，从而有效地隔除有机物。主要有超滤、纳滤、低压反渗透等。

(4)自制的特殊催化别降解：近几年，随着材料领域的不断发展，研究人员相继发现各种不同催化效果的催化刑，像MnO₂，TiO₂，Al₂O₃等相继被发现具有催化效果。

其中吸附法维护炭床的费用较高，且需要较大的投加量；氧化处理工艺采用臭氧、高锰酸钾、过氧化氢等氧化剂，去除效果差；膜处理技术对膜的要求很高；生物降解因为处理速率慢不适用于水厂工艺；高级氧化技术设备昂贵，需要较大投资。如何经济有效的去除水中嗅味物质值得进一步研究。

近年来，过渡金属及其离子活化过硫酸盐体系的高级氧化技术逐渐成为研究热点。亚铁离子/过硫酸盐体系Fe²⁺/S₂O₈^2-研究较多，从已有的研究成果看主要存在的问题是反应过程中难以控制Fe²⁺的浓度，过量的Fe²⁺会消耗硫酸根自由基(SO₄^-·)使去除效果变差。零价铁/过硫酸盐(ZVI/S₂O₈^2-)体系研究起步较晚，ZVI可以代替Fe²⁺活化过硫酸盐去除水中的有机污染物，并能解决难以控制Fe²⁺浓度的问题。

然而目前为止，还没有用零价铁活化过硫酸盐去除嗅味物质的报道或专利，本发明用零价铁激活过硫酸盐去除水中嗅味物质，选择2,4,6-三氯苯甲醚(TCA)作为研究对象，氯代苯甲醚是一类典型的土霉味的消毒副产物，主要包括4-氯(4-CA)，2-氯(2-CA)，2,4-二氯(2,4-DCA)，2,6-二氯(2,6-DCA)，2,4,6-三氯苯甲醚(TCA)等。它们是饮用水中土霉味的主要来源之一。氯代苯甲醚的嗅阈值很低，一般为1～50ng/L，其中，2,4,6-三氯苯甲醚的嗅阈值更是低至0.05～10ng/L、降解难度大，该方法能够有效去除TCA，也能用于其他嗅味物质的降解。

发明内容

本发明解决了亚铁活化过硫酸盐体系难以控制Fe²⁺浓度的问题，提供了一种零价铁活化过硫酸盐去除水中嗅味物质的方法。

一种零价铁活化过硫酸盐去除水中嗅味物质的方法，向含有嗅味物质的水中投加零价铁和过硫酸盐水溶液，充分混合反应后，去除水中嗅味物质。

该方法利用零价铁在反应体系中溶出亚铁离子，激活过硫酸盐生成硫酸根自由基，降解水中嗅味物质，达到去除水中异嗅味的目的。具有采用较小的投加量即可有效去除低浓度嗅味物质的优点，在常温下即可达到较好的去除效果，pH适用范围广，反应条件易达到，是一种操作方便、不需额外投资、去除效果良好的水中嗅味物质去除方法。

所述嗅味物质的嗅阈值为1～50ng/L。因嗅味物质在水中含量极小，一般为纳克级，且现有的普通氧化、吸附等去除技术对于降解嗅味物质的效果不明显。例如臭氧投加量为2mg/L时对土臭素和2-甲基异莰醇的去除率只有35％左右，要使原水中110ng/L的2-甲基异莰醇出水浓度低于嗅阈值需投加粉末活性炭40mg/L以上。由此可见，去除嗅味物质的难度较大。

优选地，所述嗅味物质为土霉味物质，具体为土臭素(GSM)、2-甲基异莰醇(2-MIB)、2-异丙基-3-甲氧基吡嗪(IPMP)、2-异丁基-3-甲氧基吡嗪(IBMP)或2,4,6-三氯苯甲醚(TCA)，这些物质的化学性质相近。

所述嗅味物质在水中的浓度为50～200μg/L。

优选地，零价铁来源可以采用市售零价铁、纳米零价铁或加工厂的铁废弃物，如：锉屑、切屑、刨屑和铁粉末等。