CN101708884B - 一种通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明技术方案涉及水处理技术，具体涉及一种通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法。为了更好地达到去除水中溴酸盐的效果，本发明技术方案提供了一种通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法。所述通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法为通过载银活性炭的吸附作用、还原作用及所述载银活性炭表面单质银的催化作用去除水中的溴酸盐。本发明技术方案能够有效地去除水中臭氧副产物溴酸盐，在不增加成本和处理时间的基础上对溴酸盐的去除率较普通活性炭可提高20％左右。

Description

一种通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法
【技术领域】
本发明技术方案涉及水处理技术，具体涉及一种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。臭氧化组合工艺因其公认的优势已在许多发达国家得到推广，并开始在我国采用。但随着臭氧化工艺的使用，其对饮用水安全性也造成了负面影响。含溴离子的原水在臭氧化过程中就会生成常规水处理工艺难以去除的溴酸盐。臭氧化净水工艺在大幅度削减常规污染物和农药等微污染物的同时，也客观上使溴酸盐成为影响居民身体健康的潜在威胁。
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。
尽管溴酸盐生成量可以通过工艺优化等途径得到一定程度的控制，但完全避免是不现实的。关于溴酸盐的去除，国外已经开展了不少研究，主要有膜处理法，离子交换法，生物降解法，活性炭吸附还原法和化学药剂还原法。UV辐射、高能电子束照射等去除溴酸盐的实验室研究也有报道。其中，膜处理法对溴酸盐的去除效果好，但处理价格较高，同时还会产生一些含高浓度溴酸盐的废水需要得到另外的处理；生物降解法对溴酸盐也有较好的效果，但是需要较长的时间。
【发明内容】
为了更好地达到去除水中溴酸盐的效果，本发明技术方案提供了一种通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为：提供了一种所述通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法为通过载银活性炭的吸附作用、还原作用及所述载银活性炭表面单质银的催化作用去除水中的溴酸盐。
根据本发明的一优选技术方案：所述载银活性炭为载银活性炭柱或载银活性炭层，高度为0.8m～2m。
根据本发明的一优选技术方案：空床接触时间(Empty Bed Contact Time)为10min～25min。
本发明技术方案还提供了一种用于去除水中溴酸盐时使用的载银活性炭的制备方法，所述载银活性炭的制备方法包括：步骤一、将普通活性炭研磨并用蒸馏水清洗至上清液无色，100℃～110℃下烘干23h～25h；步骤二、配制银离子质量浓度为0.62～6.2g/L的银氨溶液，每克母炭中加入1.6ml～1.8ml的银氨溶液，搅拌使溶液充分浸渍到母炭中，静置23h～25h，100℃～110℃下烘干，直至恒重，得到载银比为0.1～1％的活性炭；步骤三、将所述步骤二中得到的一定载银比的活性炭放入炉中，通过氮气保护，升温速度为10℃～13℃/min，在300～500℃条件下，焙烧2～4小时，当温度降到65℃～75℃后，取出并自然冷却，即得所需的载银活性炭。
根据本发明的一优选技术方案：所述步骤一具体为将普通活性炭研磨并用蒸馏水清洗至上清液无色，105℃下烘干24h。
根据本发明的一优选技术方案：所述步骤二具体为：配制银离子质量浓度为0.62～6.2g/L的银氨溶液，每克母炭中加入1.7ml的银氨溶液，搅拌使溶液充分浸渍到母炭中，静置24h，105℃下烘干，直至恒重，得到载银比为0.1～1％的活性炭。
根据本发明的一优选技术方案：所述步骤三具体为：将所述步骤二中得到的一定载银比的活性炭放入管式马弗炉中，通过氮气保护，升温速度为10℃/min，在300～500℃条件下，焙烧2～4小时，当温度降到70℃后，取出并自然冷却，即得所需的载银活性炭。
根据本发明的一优选技术方案：所述载银活性炭其载银量为0.1％～1％。
本发明技术方案能够有效地去除水中臭氧副产物溴酸盐，在不增加成本和处理时间的基础上对溴酸盐的去除率较普通活性炭可提高20％左右。
【具体实施方式】
以下对本发明技术方案进行详细说明：
针对现有技术中存在的通过膜处理法对溴酸盐虽然去除效果好，但处理价格较高，同时还会产生一些含高浓度溴酸盐的废水需要进行另外处理；生物降解法对溴酸盐也有较好的处理效果，但是需要较长的时间等缺陷，为了更好地达到去除水中溴酸盐的效果，本发明技术方案提供了一种通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为：提供了一种所述通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法，所述通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法通过将含有溴酸盐的原水通过载银活性炭柱，通过载银活性炭的吸附作用、还原作用及所述载银活性炭表面单质银的催化作用达到去除水中溴酸盐的目的。
本发明技术方案通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法中所运用的工艺原理之一为通过载银活性炭的吸附作用去除溴酸盐。载银活性炭是一种用途极广的吸附剂，具有吸附能力高、性能稳定等优点，其对溴酸盐有着较好的吸附截留作用。
本发明技术方案通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法中所运用的工艺原理之二为通过载银活性炭的化学还原作用去除溴酸盐。载银活性炭表面除了含有碳元素，还含有各种有机官能团形式的氧化物及碳氢化物，其使载银活性炭与被吸附物质发生化学作用。溴酸盐通过与载银活性炭的反应被还原为溴离子，从而降低溴酸盐含量，载银活性炭还原BrO3 -的反应方程式见式(1)和式(2)：
C+BrO3 -→BrO-+CO2        (1)
C+2BrO-→2Br-+CO2        (2)
本发明技术方案通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法中所运用的工艺原理之三为通过载银活性炭表面银的催化作用去除溴酸盐。银是贵金属的一种，具有较强的催化活性。银对溴酸盐的反应方程式见式(3)：
Figure G2009101100129D00031
在本发明的优选技术方案中所述载银活性炭为载银活性炭柱或载银活性炭层，高度为0.8m～2m，EBCT控制在10min～25min。
本发明技术方案还提供了一种用于去除水中溴酸盐时使用的载银活性炭的制备方法，所述载银活性炭的制备方法包括：步骤一、将普通活性炭研磨并用蒸馏水清洗至上清液无色，100℃～110℃下烘干23h～25h；步骤二、配制银离子质量浓度为0.62～6.2g/L的银氨溶液，每克母炭中加入1.6ml～1.8ml的银氨溶液，搅拌使溶液充分浸渍到母炭中，静置23h～25h，100℃～110℃下烘干，直至恒重，得到载银比为0.1～1％的活性炭；步骤三、将所述步骤二中得到的一定载银比的活性炭放入炉中，通过氮气保护，升温速度为10℃～13℃/min，在300～500℃条件下，焙烧2～4小时，当温度降到65℃～75℃后，取出并自然冷却，即得所需的载银活性炭。
在本发明的优选技术方案中所述步骤一具体为将普通活性炭研磨并用蒸馏水清洗至上清液无色，105℃下烘干24h。所述步骤二具体为：吸取1.7ml的银氨溶液加入1g的母炭中，搅拌使母炭均匀分散在溶液中，静置24h左右，100℃～110℃下烘干，直至恒重，得到载银比为0.1～1％的活性炭；所述步骤三具体为：将所述步骤二中得到的一定载银比的活性炭放入管式马弗炉中，通过氮气保护，升温速度为10℃/min，在300～500℃条件下，焙烧2～4小时，当温度降到70℃后，取出并自然冷却，即得所需的载银活性炭。
通过上述方法所制得的载银活性炭即为本发明技术方案“通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法”中所专用的载银活性炭，其载银量为0.1％～1％。
本发明技术方案能够有效地去除水中臭氧副产物溴酸盐，对溴酸盐的去除率较普通活性炭可提高20％左右，而且本发明去除水中溴酸盐的方法操作方便，不需要改变现有给水厂的工艺流程，具有很高的实用性。
以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法，其特征在于：所述通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法为通过载银活性炭的吸附作用、还原作用及所述载银活性炭表面单质银的催化作用去除水中的溴酸盐；其中所述载银活性炭的制备方法包括以下步骤：
a：将普通活性炭研磨并用蒸馏水清洗至上清液无色，100℃～110℃下烘干23h～25h；
b：配制银离子质量浓度为0.62～6.2g/L的银氨溶液，每克母炭中加入1.6ml～1.8ml的银氨溶液，搅拌使溶液充分浸渍到母炭中，静置23h～25h，100℃～110℃下烘干，直至恒重，得到载银比为0.1～1％的活性炭；
c：将所述步骤b中得到的一定载银比的活性炭放入炉中，通过氮气保护，升温速度为10℃～13℃/min，在300～500℃条件下，焙烧2～4小时，当温度降到65℃～75℃后，取出并自然冷却，即得所需的载银活性炭。
2.根据权利要求1所述通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法，其特征在于：所述载银活性炭为载银活性炭柱或载银活性炭层，高度为0.8m～2m。
3.根据权利要求1所述通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法，其特征在于：空床接触时间为10min～25min。
4.根据权利要求1所述通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法，其特征在于：所述步骤a具体为将普通活性炭研磨并用蒸馏水清洗至上清液无色，105℃下烘干24h。
5.根据权利要求1所述通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法，其特征在于：所述步骤b具体为：配制银离子质量浓度为0.62～6.2g/L的银氨溶液，每克母炭中加入1.7ml的银氨溶液，搅拌使溶液充分浸渍到母炭中，静置24h，105℃下烘干，直至恒重，得到载银比为0.1～1％的活性炭。
6.根据权利要求1所述通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法，其特征在于：所述步骤c具体为：将所述步骤b中得到的一定载银比的活性炭放入管式马弗炉中，通过氮气保护，升温速度为10℃/min，在300～500℃条件下，焙烧2～4小时，当温度降到70℃后，取出并自然冷却，即得所需的载银活性炭。
7.根据权利要求1所述通过载银活性炭去除水中溴酸盐的方法，其特征在于：所述载银活性炭其载银量为0.1％～1％。
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