[发明专利]一种均相光催化去除水中溴酸盐的方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及含溴酸盐废水的处理利用，具体涉及一种均相光催化去除水中溴酸盐的方法。

背景技术

水污染导致的饮用水安全性问题严重威胁着人们的身体健康，提高净水效能的同时控制副产物已成为净水工艺的核心任务。臭氧-活性炭工艺因其公认的优势，作为主流深度处理工艺已在许多发达国家得到推广，并开始在我国采用，在臭氧-活性炭工艺中，臭氧分子可直接氧化溴离子生成溴酸盐，也可以通过羟基自由基及臭氧联合作用将溴离子氧化成溴酸盐，最终带来的严重后果是溴酸盐的超标问题，对饮用水安全性造成了严重的负面影响。

溴酸盐被国际癌症研究机构定为2B级(较高致癌可能性)的潜在致癌物，动物试验确认其有致癌性，微生物试验发现其有致突变性。美国国家环境保护局(EPA)的研究表明：饮用水中溴酸盐的含量为μg/L级都会有一定的致癌作用，摄入3μg/L的溴酸盐的致癌风险率为10^-5；摄入5μg/L的溴酸盐的致癌风险率为10^-4。世界卫生组织(WHO)建议控制饮用水中溴酸盐最大含量为25μg/L；美国EPA在第一阶段饮用水控制法案中规定饮用水中溴酸盐的最大容许质量浓度为10μg/L，并将过渡到更为严格的标准；我国建设部2005年2月发布的《城市供水水质标准》中给出了10μg/L的溴酸盐最高允许浓度；2007年7月1日开始在全国范围内实施的新《生活饮用水卫生标准》中也规定在使用臭氧时，溴酸盐的最大限制为10μg/L。

关于溴酸盐的控制及去除，国内外已经开展了不少研究，主要包括：溴离子去除、溴酸盐生成途径控制及溴酸盐去除。通过水处理工艺的优化、溴离子去除等途径可以一定程度上控制溴酸盐的生成量，但要完全避免溴酸盐的生成是不现实的。因此，溴酸盐的去除技术得到了更多关注。国内外学者也做了许多研究，主要包括：活性炭吸附还原法、亚铁离子及零价铁还原法、氢氧化物吸附还原法、催化加氢法、紫外线照射法、光电催化法、离子交换法、生物降解法等。但研究发现，在去除水中溴酸盐时，活性炭吸附能力有限、亚铁离子及零价铁稳定性差、紫外线照射剂量大、生物降解存在二次污染、UV/TiO₂催化去除受污染物在催化剂表面的吸附能力影响，并且需考虑TiO₂的分离。

综上所述，开发一种经济高效、无二次污染、条件温和且水质适应能力强的去除水中溴酸盐的方法，是本领域亟待解决的技术难题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种均相光催化去除水中溴酸盐的方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种均相光催化去除水中溴酸盐的方法，向待处理含溴酸盐的水中加入还原剂，搅拌，紫外光照射，产生还原性自由基，发生还原反应去除水中溴酸盐。

在上述技术方案中，所述均相光催化去除水中溴酸盐的方法，包括以下步骤：

S1、向待处理含溴酸盐的水中加入还原剂，控制还原剂与溴酸盐的摩尔比为8-50：1；

S2、将步骤S1中的混合体系置于惰性石英反应器中，搅拌，采用紫外光照射并开始计时，到预设的反应时间停止照射，并取样；

S3、对步骤S2中的取样进行过滤后，采用离子色谱仪测定溴离子浓度，计算溴酸盐的去除率。

优选地，在上述技术方案中，步骤S2还包括，在取样前，加入过氧化氢，阻止过量还原剂与溴酸盐反应。

进一步优选地，在上述技术方案中，步骤S2中，在惰性石英反应器外添加恒温冷却水槽，控制混合体系温度为24.5-25.5℃。

进一步优选地，在上述技术方案中，步骤S2中，还包括在紫外光照射前，对紫外光源进行预热处理，处理时间为15-25min。

优选地，在上述技术方案中，步骤S3中，在测定溴离子浓度前，采用0.22μm的微孔滤膜对取样进行过滤。

在上述技术方案中，所述还原剂为亚硫酸盐、连二亚硫酸盐或亚铁盐中的一种。

优选地，在上述技术方案中，所述还原剂为亚硫酸盐，步骤S1中，所述亚硫酸盐与溴酸盐的摩尔比为8-12：1；步骤S2中，所述紫外光源为低压紫外灯，紫外光强度为6.0mW/cm²，紫外光波长为254nm，所述紫外光照射的反应时间为60-150min。