[发明专利]一种催化臭氧氧化去除有机污染物协同杀菌抑菌的方法

说明书

本发明公开了一种催化臭氧氧化去除有机污染物协同杀菌抑菌的方法，将臭氧与待处理样品混合后通入填充有催化剂的装置中进行处理；所述催化剂的制备方法包括：(1)将硅胶置于NaOH水溶液中浸泡，然后置于硝酸水溶液中浸渍，取出水洗至中性后干燥，得到改性硅胶载体；(2)将改性硅胶载体浸入金属盐溶液中，浸渍完成后采用微波辐射干燥老化，最后经煅烧得到所述催化剂。采用该制备方法得到的多组分催化剂用于有机微污染物自来水处理时，具有反应速率快、有机微污染物降解更为彻底、无有毒有害副产物、臭氧需求浓度低、臭氧利用率高等优点。在去除有机微污染物的同时，催化臭氧氧化还能够对水体进行杀菌消毒，且消毒杀菌效果好，速度快。

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体涉及一种催化臭氧氧化去除有机污染物协同杀菌抑菌的方法。

背景技术

水是生命之源，优良的水质是人类健康与生态环境，以及经济与社会可持续发展的保障。随着现代工农业和城市化的快速发展，我国很多地区的水资源受到较为严重的污染。早期的水质检测往往集中于生化需氧量(BOD₅)、化学需氧量(COD)、总有机碳(TOC)等综合性指标，但近年来人们发现，许多有机微污染物在含量极低的情况下，也能对人类的健康和环境造成严重的危害，这类物质对综合指标的贡献极小，却能造成严重的后果。

有机微污染物是水质管理中需要重点控制的一类物质，不仅能造成环境污染，而且对人体健康极具危害。环境水体中常见的农药、多环芳烃、卤代脂肪烃、多氯联苯、酚类等有机化合物都属于有机微污染物。有机微污染物通常具有以下共性：(1)浓度低，仅毫克级或微克级，甚至更低，对TOC和COD等综合性指标影响小；(2)难降解，多为持久性污染物；(3)生物积累效应，可以通过食物链富集放大成百上千倍；(4)毒性大，大多具有致癌、致畸、致突变的三致效应。

去除水源水及饮用水中的有机微污染物，对于保障饮用水安全具有重大意义。臭氧氧化作为水处理市场中发展最快的一项技术，能通过臭氧直接反应和羟基自由基(·OH)间接反应将复杂的高分子有机物降解为简单的小分子有机物和无机物。臭氧能够选择性的攻击有机物中的一些特殊官能团(如芳香环、烯烃和胺类)中的富电子键。羟基自由基间接反应可分为·OH加成、脱氢与得电子氧化还原反应。羟基自由基具有强氧化性，且不像臭氧分子那样与有机物反应具选择性，能够与各种化合物发生氧化反应，能够达到完全矿化有机物的效果。利用催化剂催化臭氧氧化，将产生更多的羟基自由基，大大提高有机物降解速率以及矿化率。

Andreozzi等用臭氧氧化法处理含有阿莫西林的医药废水，大约有90％的阿莫西林在4min内就可以被O₃氧化。(Andreozzi R,Caprio V,Marotta R,et al.Ozonation andH₂O₂/UV treatment of clofibric acid in water:a kinetic investigation[J].Journal of Hazardous Materials,2003,103(3):233-46.)Ziylan等人利用超声波和铁基氧化物催化臭氧化布洛芬，研究表明当加入催化剂时，布洛芬的降解率显著提高。(Ziylan A,Ince N H.Catalytic ozonation of ibuprofen with ultrasound and Fe-based catalysts[J].Catalysis Today,2015,240:2-8.)Xing等人利用CeO₂负载锰氧化物制备出MnO₂/CeO₂催化剂，在降解磺基水杨酸实验探究中，磺基水杨酸在30min内矿化率高达95％。(Shengtao X,Xiaoyang L,Jia L,et al.Catalytic ozonation of sulfosalicylicacid over manganese oxide supported on mesoporous ceria[J].Chemosphere,2016,144:7-12.)