[发明专利]一种净化饮用水的固体制剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及饮用水净化领域，特别涉及一种祛除饮用水中溴离子并同步完成饮用水消毒的制剂及其制备方法和应用工艺，具体涉及一种净化饮用水的固体制剂及其制备方法和应用。

背景技术

二氧化氯(ClO₂)作为一种高效、安全、广谱的消毒剂，目前在各行各业具有广泛的应用前景。国外大量的实验结果表明，二氧化氯是安全、无毒的绿色消毒剂，无“三致”效应(致癌、致畸、致突变)，同时在消毒过程中也不与有机物发生氯代反应生成可产生“三致作用”的有机氯化物或其它有毒类物质。所以是理想的氯型消毒剂替代产品。1983年美国环境保护局(EPA)推荐二氧化氯应用于饮用水消毒，并得到国际卫生组织(WHO)确认为AI级安全高效消毒剂。目前已被欧美等发达国家代替氯气用于饮用水的消毒。

但是二氧化氯的气体非常活泼和不稳定，溶液易挥发，一般不便制成压缩气体或浓缩溶液，这就大大降低了二氧化氯的使用方便性。为了克服这种局限性，稳定性二氧化氯产品成了人们研究的热点。上世纪七十年代后期，二元化液体稳定性二氧化氯制剂产品问世后，二氧化氯作为漂白剂和消毒剂，被广泛应用于纸浆的漂白、食品加工领域的杀菌消毒及水净化处理等领域，充分显示出其所具有的强漂白和杀菌消毒能力。上世纪90年代一元化固态稳定性二氧化氯制剂问世。更加方便了储存、运输和应用。

就饮水而言，人们不仅要喝上自来水，而且要喝上洁净、健康的水已经成为生活质量的重要指标。饮用水的质量标准和控制指标也在不断提高。

溴离子和氯离子一样，是自然水中最常见的一价阴离子，在沿海地区更为多见。微量浓度的溴离子本身对人体是无害的，但研究结果表明，溴酸盐对人体是有害的，并且致病的风险和浓度相关，浓度越高，风险越大。毒理学研究表明，水中极低浓度的溴酸盐对人体就有潜在的致癌作用。试验鼠在长期服用含有溴酸盐的饮用水后，会大大增加它们患肾癌、甲状腺和腹膜间皮瘤的发病率。因此，国际癌症研究协会认为，溴酸盐可能会增加人类患癌症的几率，将溴酸盐归为2B类致癌物质。

据此，美国、欧盟、日本、世界卫生组织关于饮用水标准中的溴酸盐含量的标准都是 0.01mg/L。然而，从我国饮用水标准看，1985年发布的《生活饮用水卫生标准》(GB5749－ 85)，瓶(桶)装饮用水(GB19298-2003)、瓶(桶)装饮用纯净水(GB17323-1998)、定型包装饮用水企业生产卫生规范(GB19304-2003)等国家标准中都未将溴酸盐列入毒理监测指标，特别是天然水这种还没有任何国家标准的水种，更是没有相应的标准对其监管。

显然，随着经济的飞速发展，水源的短缺和环境的污染使得水体中的成分也越来越复杂，饮用水原有的标准已不能满足保障居民健康的需要。为此，卫生部和国家标准化管理委员会对原有标准进行了修订，联合发布新的强制性国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749－2006)、饮用天然矿泉水(GB8537-2008)、《包装饮用水标准》GB19298-2014)，并与国际标准接轨，明确规定了溴酸盐的含量不超过0.01mg/L，为确保饮水安全提供了法律保障。

但是，由于溴酸盐的危害在国内刚刚引起重视，所以溴酸盐的产生机理以及消除溴酸盐的技术研究也刚刚起步，尤其是应用到实际生产中的技术更是存在若干问题有待解决。

现有的消除溴酸盐的技术，包括活性炭还原法、二价铁吸附还原法，包括纳米铁在内的纯铁粉直接还原法，都是溴离子被氧化成溴酸盐后再将其还原为溴离子。不仅消耗了消毒剂氧化物有效成分，使效能降低，而且这些材料不能回收或者造成再生处理成本高。纯铁可以将溴酸盐还原为溴离子，但铁粉消耗量大，在设备中产生污泥使得水通过量小，水中铁离子增多使得铁锈污染增加。其他去除溴酸盐的方法也存在不易克服的缺陷，例如，加氨法生成溴化胺等不安全物质，生化法有微生物二次污染的风险，离子树脂交换法存在竞争离子影响交换效率低、浓缩水污染和成本较高等问题，都有待科技工作者深入研究。

发明内容

针对上述现有去除饮用水中有致癌风险的溴酸盐技术中存在的诸多缺陷，以及人们对健康水的高标准需求，本发明提出了一种净化饮用水的固体制剂及其制备方法和应用，提供了一种能够避免溴酸盐生成并能够对饮用水体消毒的固体制剂，使能够去除饮用水中溴离子并同步完成饮用水消毒的制剂，本发明的另一目的是提供该固体制剂的制备方法，以及针对制成的该固体制剂的应用工艺。本发明的净化饮用水的固体制剂及其制备方法和应用使得一剂两用，提高生产效率，有效降低处理成本。