申请日2017.01.12
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号C02F1/72; B01J23/50; B01J23/68; C02F101/38
摘要
一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法，它涉及一种水处理消毒的方法。本发明的目的是要解决现有过硫酸盐活化效率低、辅助药剂多、消毒效果不稳定的问题。方法：一、制备纳米银双金属催化剂;二、向含氮消毒副产物水溶液中依次加入纳米银双金属催化剂和过硫酸盐，反应0.5min～120min，取样测定含氮消毒副产物的降解量，即完成一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法。本发明操作简单、效果明显，可以在10min以内彻底去除水中含氮消毒副产物。本发明可获得一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法。
权利要求书
1.一种纳米银双金属活化过硫酸盐的污水处理消毒方法，其特征在于纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法具体是按以下步骤完成的：
一、制备纳米银双金属催化剂：将AgNO3溶解在分散溶剂I中，再加入过渡金属盐，再在温度为60℃～156℃、冷却水回流的条件下搅拌反应0.5h～24h，得到反应物;首先使用丙酮对反应物清洗2次～4次，再使用蒸馏水对反应物清洗2次～4次，再在温度为-50℃～-80℃下冷冻干燥2h～12h，得到纳米银双金属催化剂;
步骤一中所述的AgNO3与分散溶剂I的质量比为1:(10～50);
步骤一中所述的AgNO3与过渡金属盐的摩尔比为1:(0.1～1);
二、向含氮消毒副产物水溶液中依次加入纳米银双金属催化剂和过硫酸盐：
在搅拌速度为400r/min～600r/min和温度为25℃下，将步骤一中得到的纳米银双金属催化剂加入到含氮消毒副产物水溶液中，再在搅拌速度为400r/min～600r/min和温度为25℃下加入过硫酸盐，反应0.5min～120min，取样测定含氮消毒副产物的降解量，即完成一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法;
步骤二中所述的含氮消毒副产物水溶液中含氮消毒副产物的浓度为Aμg/L，其中所述的A的取值范围为0 步骤二中所述的过硫酸盐与含氮消毒副产物水溶液中含氮消毒副产物的摩尔比为(1～10):1; 步骤二中所述的纳米银双金属催化剂与过硫酸盐的摩尔比为(2～15):1。 2.根据权利要求1所述的一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法，其特征在于步骤一中所述的分散溶剂I为N,N-二甲基甲酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、1-乙烯基-2-吡咯烷酮或N,N-二甲基乙酰胺。 3.根据权利要求1所述的一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法，其特征在于步骤一中所述的过渡金属盐为高锰酸钾、四水合硫酸锰、四水合氯化锰、二水合氯化钯、三水合氯化铈、六水合硫酸镍、六水合氯化铷、六水合氯化钴或二水合氯化铜。 4.根据权利要求1所述的一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法，其特征在于步骤二中所述的含氮消毒副产物水溶液中含氮消毒副产物为二氯乙腈、一氯硝基甲烷、亚硝基二甲胺、溴代氰、一碘乙酰胺、2,3,5-三溴吡咯和三氯胺中的一种或其中几种的混合物。 5.根据权利要求1所述的一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法，其特征在于步骤三中所述的过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵或过硫酸钙。 6.根据权利要求1所述的一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法，其特征在于步骤一中所述的AgNO3与分散溶剂I的质量比为1:(10～40)。 7.根据权利要求1所述的一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法，其特征在于步骤一中所述的AgNO3与过渡金属盐的摩尔比为1:(0.1～0.3)。 8.根据权利要求1所述的一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法，其特征在于步骤二中所述的含氮消毒副产物水溶液中含氮消毒副产物的浓度为Aμg/L，其中所述的A的取值范围为500 9.根据权利要求1所述的一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法，其特征在于步骤二中在搅拌速度为500r/min和温度为25℃下，将步骤一中得到的纳米银双金属催化剂加入到含氮消毒副产物水溶液中，再在搅拌速度为500r/min和温度为25℃下加入过硫酸盐，反应10min～60min，取样测定含氮消毒副产物的降解量，即完成一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法。 10.根据权利要求1所述的一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法，其特征在于步骤二中所述的过硫酸盐与含氮消毒副产物水溶液中含氮消毒副产物的摩尔比为(1～4):1;步骤二中所述的纳米银双金属催化剂与过硫酸盐的摩尔比为(2～4):1。 说明书 一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法 技术领域 本发明涉及一种水处理消毒的方法。 背景技术 饮用水消毒技术，如氯化消毒、氯胺消毒等，在保障饮用水生物安全性的同时亦不可避免地产生有毒有害的消毒副产物，严重威胁当前的饮用水化学安全性。消毒副产物的种类与水中前驱有机物的种类、物化特性、浓度等特点密切相关。三卤甲烷、卤乙酸等常规氯化消毒副产物已列入国家的饮用水水质规范，并得到广泛关注和有效控制。近年来，卤乙腈、卤代硝基甲烷、亚硝胺类、卤代氰、卤代乙酰胺、卤代吡咯、有机氯胺等新兴的含氮消毒副产物在饮用水厂中的检出频率高，且其毒性要比三卤甲烷、卤乙酸高出2～3个数量级，已被美国环保局列为优先控制的污染物。 含氮消毒副产物来源于水中氨基酸、脂肪胺等有机氮和氨氮、亚硝酸根离子等无机氮的氯化或氯胺化消毒过程，此类消毒副产物前驱体分子量较低、亲水性强，难以被混凝、沉淀、过滤等传统饮用水处理工艺大幅度去除，出厂水中含氮消毒副产物的潜在风险很大，饮水安全难以保障。此外，因个人护理化妆品、药物等广泛使用与排放，污水厂出水、游泳池水、洗浴水、地下水中的含氮消毒副产物的风险也颇大。因此，寻求一种高效去除水中含氮消毒副产物的消毒方法是目前水处理工艺的一个新挑战。 近年研究表明，紫外辐照降解可以去除某些亚硝胺类的含氮消毒副产物，但其对其他消毒副产物的降解效率颇低，且存在辐照强度难以保持稳定，需定期清洗或更换紫外光源以保持紫外剂量的要求。羟基自由基也能够降解某些含氮消毒副产物，但降解效率有限，且易受水质本底物质的干扰。寻求高效、简单的含氮消毒副产物去除方法是水处理消毒领域的难点问题。 发明内容 本发明的目的是要解决现有过硫酸盐活化效率低、辅助药剂多、消毒效果不稳定的问题，而提供一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法。 纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法，具体是按以下步骤完成的： 一、制备纳米银双金属催化剂：将AgNO3溶解在分散溶剂I中，再加入过渡金属盐，再在温度为60℃～156℃、冷却水回流的条件下搅拌反应0.5h～24h，得到反应物;首先使用丙酮对反应物清洗2次～4次，再使用蒸馏水对反应物清洗2次～4次，再在温度为-50℃～-80℃下冷冻干燥2h～12h，得到纳米银双金属催化剂; 步骤一中所述的AgNO3与分散溶剂I的质量比为1:(10～50); 步骤一中所述的AgNO3与过渡金属盐的摩尔比为1:(0.1～1); 二、向含氮消毒副产物水溶液中依次加入纳米银双金属催化剂和过硫酸盐： 在搅拌速度为400r/min～600r/min和温度为25℃下，将步骤一中得到的纳米银双金属催化剂加入到含氮消毒副产物水溶液中，再在搅拌速度为400r/min～600r/min和温度为25℃下加入过硫酸盐，反应0.5min～120min，取样测定含氮消毒副产物的降解量，即完成一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法; 步骤二中所述的含氮消毒副产物水溶液中含氮消毒副产物的浓度为Aμg/L，其中所述的A的取值范围为0 步骤二中所述的过硫酸盐与含氮消毒副产物水溶液中含氮消毒副产物的摩尔比为(1～10):1; 步骤二中所述的纳米银双金属催化剂与过硫酸盐的摩尔比为(2～15):1。 本发明的优点： 一、本发明步骤一中选用的分散剂I具有同步还原AgNO3和过渡金属盐的作用，能够“一锅式”生成分散均匀的纳米银-锰、银-钯、银-铈、银-铷、银-钴、银-镍、银-铜等多种纳米银双金属催化剂; 二、本发明采用纳米银双金属活化过硫酸盐去除水中含氮消毒副产物的工艺操作简单易行、适用范围广、稳定性强; 三、本发明中纳米银双金属催化剂、过硫酸盐的使用量少，成本低廉，具有降解其他有机物、抑制微生物滋长等功能; 四、本发明一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法去除水中含氮消毒副产物的效率为85%～100%，大肠杆菌灭活率为96%～100%，反应时间控制在10min以内，重复利用率高。 本发明可获得一种纳米银双金属活化过硫酸盐的水处理消毒方法。
