CN113072166B - 一种水中嗅味物质的氧化处理方法 - Google Patents

一种水中嗅味物质的氧化处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113072166B
CN113072166B CN202110319052.5A CN202110319052A CN113072166B CN 113072166 B CN113072166 B CN 113072166B CN 202110319052 A CN202110319052 A CN 202110319052A CN 113072166 B CN113072166 B CN 113072166B
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
substances
oxidant
oxidation treatment
reaction bed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110319052.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113072166A (zh
Inventor
张君枝
聂少桢
刘一伊
刘梦迪
华英迪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Original Assignee
Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Civil Engineering and Architecture filed Critical Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority to CN202110319052.5A priority Critical patent/CN113072166B/zh
Publication of CN113072166A publication Critical patent/CN113072166A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113072166B publication Critical patent/CN113072166B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/76—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with halogens or compounds of halogens
    • C02F1/766—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with halogens or compounds of halogens by means of halogens other than chlorine or of halogenated compounds containing halogen other than chlorine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/02—Odour removal or prevention of malodour

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

本发明涉及一种水中嗅味物质的氧化处理方法。包括在常温常压下处理含有嗅味物质的水，进一步包括在反应器中，装置有含氧化剂的反应床，所述反应床含有氧化剂和载体，氧化剂占载体重量的0.1～3.5％；在常温常压下，使含有嗅味物质的水流过上述反应床；在反应床上，使水中的嗅味物质全部或大部分与氧化剂发生反应；所述氧化剂为IBX氧化剂。所述方法成本低，嗅味物质去除率高。

Description

一种水中嗅味物质的氧化处理方法
技术领域
本发明涉及环境保护领域，具体而言，本发明涉及一种水中嗅味物质的氧化处理方法。
背景技术
在全国26个城市水体的嗅味物质调查中发现，普遍存在水体嗅味问题，其中嗅味物质主要为腥臭味、土霉味、鱼腥味和化学味嗅味物质。而嗅味物质的来源可分为水体中产生的内源性嗅味物质跟从外界引入的外源性嗅味物质。内源性嗅味物质来源广泛，受到多种因素影响，难以彻底杜绝其产生。而外源性嗅味物质可以通过对其来源途径的监督管理达到控制效果。北京城区共有湖泊41个，其中部分湖泊补水来源为再生水。为了从根本上减少水体嗅味问题发生的可能性，因此需要确保补充水自身没有嗅味问题。水中包含的嗅味物质一般为：土霉味嗅味物质，其包括2,4,6-三氯苯甲醚、2-甲基异茨醇、土嗅素等；醛类嗅味物质，其包括反,反-2,4-庚二烯醛、反-2-辛烯醛、反,反-2,4-辛二烯醛、反,反-2,4-癸二烯醛、β-环柠檬醛；硫醚类嗅味物质，其包括二乙基二硫醚、二甲基二硫醚、丙基硫醚、戊基硫醚；化学味嗅味物质，其包括间二甲苯、2,6-二氯苯酚、3-甲基吲哚、双(2-氯异丙基)醚、吲哚、间甲基酚、苯甲醛、乙苯。
常见的土霉味嗅味物质、腥臭味嗅味物质和鱼腥味嗅味物质均被人们大量研究。而对于化学味嗅味物质人们研究的较少。此外将嗅味物质按来源途径划分的话可以为水体中产生的内源性嗅味物质跟从外界引入的外源性嗅味物质。而化学味嗅味物质普遍属于外源性嗅味物质。因
此化学味嗅味问题的处理见效迅速控制住来源就可解决，不会出现季节性爆发的现象。通过对湖泊补充水源再生水的调查也发现，再生水中含有大量化学味嗅味物质，当再生水作为补充水时，就会造成水体收到化学味嗅味物质的污染。而化学味嗅味物质与人类密切的联系造就了人类生存环境周围水体都容易受到化学味嗅味物质污染。大多数水厂的常规处理工艺对嗅味物质的去除能力有限，常用的处理技术主要为吸附法、化学氧化法和生物处理法。其中吸附法仅仅将嗅味物质固定于吸附剂中，实际并未完成对嗅味物质的处理，而生物处理法的效率低且处理周期长。对比而言化学氧化法具有成本低、速度快、去除率高等优点。因此研究方向为目标嗅味物质的不同氧化处理技术的可处理性研究，为应对实际问题提供参考。
KMnO4、NaClO、ClO2、O3、H2O2、O3/H2O2组合是6种水处理中常用的氧化剂，但是KMnO4有可能造成重金属污染，而利用气体氧化剂成本较高。
因此亟需发展一种成本较低，且可进行水中嗅味物质氧化的氧化剂。
发明内容
针对上述需求，本发明提供了一种水中嗅味物质的氧化处理方法。
本发明的另一目的是提供了一种水中嗅味物质的氧化处理方法的氧化剂。
IBX是邻碘酰基苯甲酸的缩写，其为白色晶体，其制备方便，无毒，对水和空气都比较稳定，反应性能独特，选择性高，在温和条件下可与多种物质发生反应，产率高，是一个较为理想的氧化剂。
IBX的制备一般都是用邻碘苯甲酸为原料，用各种氧化剂氧化，反应如下：
Figure BDA0002992053120000031
本发明的目的是通过下列方法实现的：
一种水中嗅味物质的氧化处理方法，包括在常温常压下处理含有嗅味物质的水，进一步包括：
(1)在反应器中，装置有含氧化剂的反应床，所述反应床含有氧化剂和载体，氧化剂占载体重量的0.1～3.5％；
(2)在常温常压下，使含有嗅味物质的水流过上述反应床；
(3)在反应床上，使水中的嗅味物质全部或大部分与氧化剂发生反应；
其中，所述氧化剂为IBX氧化剂。
所述反应器的材质选自紫铜、不锈钢、复合管、塑料、衬塑热镀锌钢或给水铸铁中的一种。
所述为IBX氧化剂如下所示：
Figure BDA0002992053120000032
所述载体选自活性碳、二氧化硅、氧化铝、浮石或硅藻土中的一种。
所述载体为比表面积500～1500m2/g的活性碳
所述氧化剂占载体重量的0.5～1％。
水相在反应床的停留时间为2～5小时。优选地，水相在反应床的停留时间为3～5小时。
本发明还提供了IBX氧化剂在自来水净化方面的用途。
所述IBX氧化剂使用后，可再次氧化循环套用。
实施例
下面通过实施例对本发明作进一步说明。应该理解的是，本发明实施例所述方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。实施例中用到的所有原料和溶剂均为市售相应纯度产品。
实施例1：
2-碘苯甲酸(50.0g,0.20mol)加入环丁砜(250mL)中，将该溶液加热到50℃。将上述溶液的90％缓慢滴加至50℃过硫酸氢钾(147.4g,0.24mol,1.2equiv)的水溶液(300mL)中，保温反应3小时。随后将反应液加热至95℃并将剩余10％的2-碘苯甲酸溶液缓慢滴加到反应液中，并继续反应3小时。反应完成后，冷却至5℃并在该温度下继续搅拌1.5小时。搅拌下加入1L水，过滤(滤液待循环套用)，滤饼依次用水和丙酮淋洗，室温干燥16小时得白色固体。
实施例2：
选取KMnO4、NaClO、ClO2、O3、H2O2、IBX氧化剂共6种水处理中常用的氧化剂开展实验。首先结合特征嗅味物质嗅阈值与合作单位实际检出值确定嗅味物质初始浓度，通过与过量氧化剂进行反应判断其氧化可行性，之后对于具有氧化可行性的嗅味物质与氧化剂组合进行进一步的动力学实验，根据实验结果计算动力学常数。最后根据所得结论为实际问题提供参考。
所有氧化反应过程均在超纯水体系中完成，由于实际水体通常pH约为7，因此在超纯水中加入缓冲溶液，将氧化过程的pH控制在7左右。缓冲溶液由比例为1:2的磷酸二氢钾：磷酸氢二钾组成。为了使特征嗅味物质更易检出，在样品瓶中加入2g氯化钠(450℃下烘2h)。并且每个样品瓶中加入1mL 0.1mol/L硫代硫酸钠溶液作为氧化反应的终止剂。
实验在250mL磨口锥形瓶中完成，在锥形瓶中加入超纯水、缓冲溶液和特征嗅味物质后，将锥形瓶放置在磁力搅拌器上开始搅拌1min使其混合均匀，用移液枪移取四毫升样品于准备好的样品瓶中记为0时刻样本，立即盖盖密封等待实验结束后统一检测。与锥形瓶中加入一定浓度氧化剂开始氧化反应，从加入氧化剂时刻起开始计时，此后按照一定时间间隔重复之前取样操作，得到不同时刻样本。实验均做两组平行实验。由于O3、H2O2半衰期较短，故这两种氧化剂的氧化时间最大为30min，其余氧化剂氧化时间为2h。
本次实验使用的分析仪器为气相色谱质谱联用仪GC-MS。色谱柱选择30.0m×0.25mm×0.25μm(Rtx-5MS,Restek，美国)。由于嗅味物质具有低含量跟可挥发的特性，因此在检测前需要对其进行浓缩富集。选择的样品前处理方法为顶空-固相微萃取法HS-SPME。使用自动进样器MPS2与GC-MS配套使用。具体仪器参数见表1。
表1实验中仪器参数设定
Figure BDA0002992053120000051
首先使用SCAN对一定浓度嗅味物质样品进行分析，以此获得目标化合物的特征离子碎片信息，此外用SCAN所得数据建立SIM所用方法，使用所创建方法对采集的样本进行定量分析，测定目标嗅味物质产生的峰面积。最后建立目标嗅味物质的标准浓度曲线，通过标准浓度曲线得到目标嗅味物质浓度。标准浓度曲线建立方法分为三步：首先使用超纯水配置一定浓度梯度的一组标准溶液(两组平行)；其次使用SIM模式对其进行分析，得到对应浓度的峰面积；最后以嗅味物质浓度为横坐标，峰面积为纵坐标做图，通过线性拟合得出标准曲线。特征嗅味物质的SIM方法中特征离子及保留时间见表2。
表2特征嗅味物质的特征离子及保留时间
Figure BDA0002992053120000061
选取400μg/L间二甲苯(MX)、100μg/L 2,6-二氯苯酚(26DCP)、200μg/L 3-甲基吲哚(3MID)、2.5μg/L双(2-氯异丙基)醚(BCIE)、500μg/L乙苯(EB)等五种化学味嗅味物质分别与KMnO4、NaClO、ClO2、O3、H2O2、IBX氧化剂六种氧化剂在超纯水中进行氧化反应。在特定时间取样，检测当前时间样品中剩余嗅味物质的浓度，氧化剂初始浓度均选为2mg/L。实验具体操作流程如上所述。对实验结果进行整理得到嗅味物质与各种氧化剂、氧化剂组合反应的氧化去除率。
对间二甲苯(MX)、2,6-二氯苯酚(26DCP)、3-甲基吲哚(3MID)、双(2-氯异丙基)醚(BCIE)、乙苯(EB)等五种化学味嗅味物质进行了氧化可行性判断，所选氧化剂为KMnO4、NaClO、ClO2、O3、H2O2、IBX氧化剂共计六种。氧化可行性结果见表3。
表3各氧化剂对五种化学味嗅味物质氧化去除率表
Figure BDA0002992053120000062
可以看出五种化学味嗅味物质均可被上述氧化剂氧化去除，其中IBX氧化剂具有更高的氧化去除率。

Claims (9)

1.一种水中嗅味物质的氧化处理方法，包括在常温常压下处理含有嗅味物质的水，其特征在于包括：
(1)在反应器中，装置有含氧化剂的反应床，所述反应床含有氧化剂和载体，氧化剂占载体重量的0.1～3.5％；
(2)在常温常压下，使含有嗅味物质的水流过上述反应床；
(3)在反应床上，使水中的嗅味物质全部或大部分与氧化剂发生反应；
其中，所述氧化剂为IBX氧化剂。
2.根据权利要求1所述的水中嗅味物质的氧化处理方法，其特征在于：所述反应器的材质选自紫铜、不锈钢、复合管、塑料、衬塑热镀锌钢或给水铸铁中的一种。
3.根据权利要求1所述的水中嗅味物质的氧化处理方法，其特征在于：所述的IBX氧化剂如下所示：
Figure FDA0003488586690000011
4.根据权利要求1所述的水中嗅味物质的氧化处理方法，其特征在于：所述载体选自活性碳、二氧化硅、氧化铝、浮石或硅藻土中的一种。
5.根据权利要求1所述的水中嗅味物质的氧化处理方法，其特征在于：所述载体为比表面积500～1500m2/g的活性碳。
6.根据权利要求4所述的水中嗅味物质的氧化处理方法，其特征在于：所述氧化剂占载体重量的0.5～1％。
7.根据权利要求1所述的水中嗅味物质的氧化处理方法，其特征在于：水相在反应床的停留时间为2～5小时。
8.根据权利要求7所述的水中嗅味物质的氧化处理方法，其特征在于：水相在反应床的停留时间为3～5小时。
9.IBX氧化剂在自来水净化方面的用途，其特征在于，采用权利要求1-8任意一项所述的一种水中嗅味物质的氧化处理方法。
CN202110319052.5A 2021-03-25 2021-03-25 一种水中嗅味物质的氧化处理方法 Active CN113072166B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110319052.5A CN113072166B (zh) 2021-03-25 2021-03-25 一种水中嗅味物质的氧化处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110319052.5A CN113072166B (zh) 2021-03-25 2021-03-25 一种水中嗅味物质的氧化处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113072166A CN113072166A (zh) 2021-07-06
CN113072166B true CN113072166B (zh) 2022-03-01

Family

ID=76610182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110319052.5A Active CN113072166B (zh) 2021-03-25 2021-03-25 一种水中嗅味物质的氧化处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113072166B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101508631A (zh) * 2009-03-31 2009-08-19 贵州大学 一种在催化剂作用下将醇氧化为相应的醛的方法
CN103127948A (zh) * 2013-02-26 2013-06-05 福州大学 一种聚合物光催化剂及其水相光催化选择性氧化醇的方法
CN105036290A (zh) * 2015-08-05 2015-11-11 同济大学 一种采用亚铁活化的氧化剂降解水中嗅味物质的方法
CN107602531A (zh) * 2017-09-08 2018-01-19 北京大学深圳研究生院 一种2‑碘酰基苯甲酸溶液及其制备方法和应用
US9981898B1 (en) * 2016-03-11 2018-05-29 Provivi, Inc. Process for oxidation of fatty alkenols to alkenal pheromone products
CN109607874A (zh) * 2019-01-12 2019-04-12 苏州科技大学 一种水中嗅味物质的去除技术
US10836700B1 (en) * 2019-08-26 2020-11-17 Shanghai Institute Of Technology Process for preparing ketone or carboxylic acid by catalytic oxidation of secondary or primary alcohol

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101508631A (zh) * 2009-03-31 2009-08-19 贵州大学 一种在催化剂作用下将醇氧化为相应的醛的方法
CN103127948A (zh) * 2013-02-26 2013-06-05 福州大学 一种聚合物光催化剂及其水相光催化选择性氧化醇的方法
CN105036290A (zh) * 2015-08-05 2015-11-11 同济大学 一种采用亚铁活化的氧化剂降解水中嗅味物质的方法
US9981898B1 (en) * 2016-03-11 2018-05-29 Provivi, Inc. Process for oxidation of fatty alkenols to alkenal pheromone products
CN107602531A (zh) * 2017-09-08 2018-01-19 北京大学深圳研究生院 一种2‑碘酰基苯甲酸溶液及其制备方法和应用
CN109607874A (zh) * 2019-01-12 2019-04-12 苏州科技大学 一种水中嗅味物质的去除技术
US10836700B1 (en) * 2019-08-26 2020-11-17 Shanghai Institute Of Technology Process for preparing ketone or carboxylic acid by catalytic oxidation of secondary or primary alcohol

Also Published As

Publication number Publication date
CN113072166A (zh) 2021-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108911101B (zh) 一种基于球磨草酸化零价铁高效去除重金属离子的方法
CN107626335B (zh) 一种铋系/氮化碳复合催化剂及其制备方法和应用
Ho et al. Pseudo-isotherms for the sorption of cadmium ion onto tree fern
Hu et al. Development of a novel solid phase extraction method for the analysis of bacterial quinones in activated sludge with a higher reliability
CN112675851B (zh) 一种Fe-MOFs过氧乙酸催化剂及其制备方法与应用
JP4528981B2 (ja) 食塩存在下での脱窒方法
CN108128935A (zh) 一种废水除氟的方法和装置
CN106582566A (zh) 一种壳聚糖复合改性吸附剂及其制备方法
CN107032474A (zh) 一种膨润土负载硫化改性纳米铁复合材料在磁场作用下处理含铬废水的方法
CN113072166B (zh) 一种水中嗅味物质的氧化处理方法
CN113145073A (zh) 二次碳化镧改性污泥生物炭的制备方法及其应用
CN102872789B (zh) 一种去除天然水体中硒离子复合吸附材料制备方法
CN107364942A (zh) 可应用于类芬顿反应的水热炭复合材料、其制备方法及其应用
CN107055738A (zh) 一种零价铁活化过硫酸盐去除水中嗅味物质的方法
CN116571072B (zh) 一种恶臭废气水基复合吸收剂及其制备方法与应用
CN116903451A (zh) 一种光催化高效选择性氧化苯甲醇为苯甲醛的方法
CN112495994B (zh) 垃圾焚烧飞灰处理方法
Ogata et al. Significance of biological sulfate reduction in soil salinity
Li et al. Effects of metal pollution and macronutrient enrichment on the photoproduction of hydroxyl radicals in seawater by the alga Dunaliella salina
CN107055739A (zh) 一种磁性纳米颗粒激活过硫酸盐降解水中嗅味物质的方法
CN1238269C (zh) 生产有毒重金属废水处理剂的工艺方法
CN108658291A (zh) 一种降低邻乙氧基苯酚生产废水中挥发酚含量的方法
Fedotov et al. Integrated Processing of Waste Water Containing Organic Pollutants and Plant Waste of the Agro-Industrial Complex
JPS62282688A (ja) 有機物含有水の処理方法
CN117263362A (zh) 一种臭氧催化氧化去除赤泥渗滤液中cod的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant