[发明专利]用于控制臭氧氧化过程中溴酸盐生成的铁银氧化物沸石催化剂

说明书

本发明属于饮用水处理领域，具体涉及一种用于控制臭氧氧化过程中溴酸盐生成的铁银氧化物沸石催化剂。该沸石催化剂的制备方法包括以下步骤：将沸石投加至饱和FeCl₃溶液，离心分离后取出固形物，低温烘干得到沸石A；将沸石A投加到AgNO₃溶液中，反应5‑20min后，离心分离取出固形物，低温烘干得到沸石B；将沸石B浸入pH为10‑11的碱溶液中，30‑40℃下反应10‑20min，取出固形物，105‑110℃下烘干。该沸石催化剂在不降低臭氧氧化除污效能的前提下，可以有效控制臭氧氧化过程中溴酸盐BrO₃^‑生成；并且应用成本低廉，操作简便易行，使用安全可靠，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于饮用水处理领域，具体涉及一种用于控制臭氧氧化过程中溴酸盐生成的铁银氧化物沸石催化剂。

背景技术

随着水污染的日益恶化和给水处理技术的发展，臭氧消毒技术在饮用水中的应用日益广泛，特别是在对余氯和细菌数控制要求较高的直饮水、瓶装水处理等场合。当原水中含有溴化物时，在臭氧的强氧化作用下会生成对人体有害的BrO₃^-。BrO₃^-被认为是较高致癌性的化合物之一，因此世界各国均对其含量提出了严格的限值，目前我国“生活饮用水卫生标准”(GB5749-2006)、WHO的“饮用水准则”和美国EPA给定的限值均为10μg·L^-1。绝大多数情况下，BrO₃^-的生成量与臭氧投加量近似成正比关系，而保证一定的杀菌效果，臭氧投加量应保证不低于0.5-1.5mg·L^-1，在原水中含有Br^-的情况下，很容易造成BrO₃^-的超标，该问题在矿化度较高的地下水、矿泉水处理及受咸潮影响的沿海地区给水处理时更为严重。臭氧氧化效果与溴酸盐的生成始终是臭氧水处理环节的主要矛盾。

为解决这一矛盾，目前的做法主要有以下几种：采用反渗透或离子交换对原水进行预处理、添加抑制剂(NH₄⁺/H₂O₂)(李商国.含溴水臭氧氧化过程中溴酸盐生成及抑制方法初步研究)、纳米TiO₂、调节反应pH(朱琦.饮用水处理中臭氧氧化效能与溴酸盐生成及控制研究)、氧化铈、羟基氧化铁、氧化镁、氧化铝以及高硅沸石等催化(王群.氧化铈催化臭氧氧化水中有机物及控制溴酸盐研究)、Fe-Al/Al₂O₃催化剂(一种控制溴酸盐生成的多相臭氧化催化剂Fe-Al/Al₂O₃的制备方法)、投加高锰酸盐(吴清平等.臭氧消毒中溴酸盐的形成、检测与控制)等。添加抑制剂虽然可减少BrO₃^-的生成，但同时臭氧氧化能力也受到很大影响；纳米TiO₂和氧化铈、Fe-Al/Al₂O₃催化剂物理性状呈粉末状，不易于与水沉淀分离，实际使用难度大，且易于泄露到后续处理环节并产生二次污染；调节pH有范围限定，较低的pH会抑制BrO₃^-的生成，但也会给管理系统、设备带来严重腐蚀，同时饮用水处理也规定pH也不得低于6.5。投加高锰酸盐是一种较为方法的方法，但仅能减少20％以下的BrO₃^-生成量。开发成本低廉、安全可靠、控制效果好的催化剂成为制约臭氧水处理技术的关键问题。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种本专利提出一种负载AgO-FeO复合金属氧化物的改性沸石催化剂，在不降低臭氧氧化除污效能的前提下，可以有效控制臭氧氧化过程中溴酸盐BrO₃^-生成。该催化剂应用成本低廉，操作简便易行，使用安全可靠，具有广阔的应用前景。

本发明的另一目的在于提供上述负载AgO-FeO复合金属氧化物的改性沸石催化剂的制备方法。