專(zhuān)利名稱(chēng)：梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域；具體涉及梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)的水源水污染十分嚴(yán)重，很多給水廠(chǎng)在處理工藝中開(kāi)始引入臭氧氧化技術(shù)以去除水源水中的微量有機(jī)污染物。然而在臭氧氧化過(guò)程中，臭氧與有機(jī)物的直接反應(yīng)具有較強(qiáng)的選擇性，較易進(jìn)攻具有雙鍵的有機(jī)物，而且臭氧的利用效率通常比較低。此外，在一些水源水污染嚴(yán)重的地區(qū)，水源水的高錳酸鹽指數(shù)經(jīng)常能達(dá)到8 9mg · L—1，甚至能達(dá)到15mg化―1。為了提高出水水質(zhì)，一些給水廠(chǎng)不得不采用兩級(jí)臭氧-生物活性炭工藝，這大大提高了制水成本。為了克服臭氧氧化存在的不足，研究者們提出了催化臭氧氧化技術(shù)，并在我國(guó)的一些水廠(chǎng)得到了實(shí)際應(yīng)用。由于水中存在較多的微量有機(jī)污染物，目前在水廠(chǎng)中實(shí)際應(yīng)用的催化劑均是以促進(jìn)水中臭氧分解產(chǎn)生大量的羥基自由基為目的，經(jīng)過(guò)10 20min的催化氧化反應(yīng)，高效去除水中難降解微量有機(jī)污染物。然而，發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)室研究和生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，這種以促進(jìn)水中臭氧分解產(chǎn)生大量的羥基自由基目的的單一類(lèi)型催化劑在使用中容易出現(xiàn)以下三個(gè)問(wèn)題(1)生成的羥基自由基氧化能力很強(qiáng)，而水源水中主要的有機(jī)物是天然有機(jī)物，從而導(dǎo)致在催化臭氧氧化去除難降解微量有機(jī)污染物的同時(shí)，也會(huì)氧化天然有機(jī)物造成其大分子結(jié)構(gòu)的破碎，從而導(dǎo)致小分子中間產(chǎn)物(小分子醛、酮和有機(jī)酸等)的大量產(chǎn)生，這些小分子中間產(chǎn)物是后續(xù)消毒工藝中消毒副產(chǎn)物的前體物；( 與單獨(dú)臭氧氧化相比，催化臭氧氧化能在一定程度上提高有機(jī)污染物的礦化度。然而，由于無(wú)論是羥基自由基還是臭氧，它們與一些小分子有機(jī)酸(如草酸、乙酸等)的反應(yīng)速率常數(shù)普遍低于其與大多數(shù)難降解有機(jī)污染物的反應(yīng)速率常數(shù)，從而導(dǎo)致很多微量有機(jī)污染物經(jīng)過(guò)催化臭氧氧化處理后的最終產(chǎn)物仍含有較多的小分子有機(jī)酸，這些小分子酸是后續(xù)消毒工藝中消毒副產(chǎn)物的前體物；C3)我國(guó)的水源水污染非常嚴(yán)重，為有效去除有機(jī)污染物通常需要較高的臭氧投加量，催化臭氧氧化過(guò)程中也會(huì)生成更多的羥基自由基。然而，當(dāng)水中含有一定濃度的溴離子時(shí)，產(chǎn)生的大量羥基自由基也更容易導(dǎo)致催化臭氧氧化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生高濃度的溴酸鹽，而“生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”(GB5749-2006)規(guī)定出廠(chǎng)水中溴酸鹽的限值為IOug-I/1。因而，當(dāng)污染嚴(yán)重的水源水中存在一定濃度的溴離子時(shí)，經(jīng)常會(huì)面臨著有機(jī)污染物的高效去除和減少催化臭氧氧化過(guò)程中溴酸鹽生成的兩難抉擇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決目前單一催化劑催化臭氧氧化處理微污染水源水存在的天然有機(jī)物結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重、氧化副產(chǎn)物小分子有機(jī)酸和溴酸鹽生成量比較高的的技術(shù)問(wèn)題；而提供了梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法。
本發(fā)明中梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法是按下述步驟進(jìn)行的將溴離子含量不超過(guò)0. lmg/L的水源水經(jīng)混凝沉淀后梯級(jí)催化氧化，梯級(jí)催化氧化過(guò)程中水流速度為1 20m · r1且臭氧投加量為0. 1 30mg · 然后用活性炭或生物活性炭濾池過(guò)濾，再用砂濾池過(guò)濾，然后消毒后進(jìn)入管網(wǎng)，即完成了副產(chǎn)物生成量的控制；其中梯級(jí)催化氧化分兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行，第一個(gè)過(guò)程是向經(jīng)混凝沉淀的水源水中通入臭氧，并投加催化劑A進(jìn)行處理5 lOmin，第二個(gè)過(guò)程是向第一過(guò)程處理后的水源水中通入臭氧并投加催化劑B進(jìn)行反應(yīng)5 IOmin ；催化劑A與催化劑B的質(zhì)量比為1 0.2 5，催化劑A和催化B的總摩爾數(shù)與臭氧的摩爾數(shù)之比為1 0.001 1，催化劑A為金屬、金屬氧化物、負(fù)載型金屬催化劑、負(fù)載型金屬氧化物催化劑；催化劑A中的金屬為鉬、釕、銀、金、銥、鐵、鋅、鈦、銅、釩、鎳、鉀或鋁中的一種或其中幾種的混合；催化劑A中的金屬氧化物為鉬氧化物、釕氧化物、銀氧化物、金氧化物、銥氧化物、鐵氧化物、鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的復(fù)合物；催化劑A的負(fù)載型金屬催化劑中的金屬為鉬、釕、銀、金、銥、鐵、鋅、鈦、銅、釩、鎳、鉀或鋁中的一種或其中幾種的混合；催化劑A的負(fù)載型金屬催化劑中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石；催化劑A的負(fù)載型金屬催化劑金屬的重量為載體重量的0. 55%;催化劑A的負(fù)載型金屬氧化物催化劑中的金屬氧化物為鉬氧化物、釕氧化物、銀氧化物、金氧化物、銥氧化物、鐵氧化物、鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的復(fù)合物；催化劑A的負(fù)載型金屬氧化物催化劑中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石；催化劑A的負(fù)載型金屬氧化物催化劑金屬的重量為載體重量的0. 55% ；催化劑B為金屬氧化物、摻雜催化劑、負(fù)載型催化劑，催化劑B中的金屬氧化物為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的幾種復(fù)合物；催化劑B中的摻雜催化劑由主催化劑和助催化劑組成，其中助催化劑占總重量的0. 02% 20%，主催化劑為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的一種或其中的幾種復(fù)合物，助催化劑為鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的混合；催化劑B中的負(fù)載型金屬氧化物或者負(fù)載型摻雜催化劑，催化劑B的負(fù)載型金屬氧化物中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、石墨烯、碳納米管、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石；催化劑B的負(fù)載型金屬氧化物中的金屬氧化物為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的幾種混合；催化劑B的負(fù)載型金屬氧化物中的金屬氧化物的總重量為載體重量的0. 45%，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑負(fù)載在載體上的主催化劑和助催化劑組成；催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的主催化劑為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的一種或其中的幾種復(fù)合物，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的助催化劑為鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的混合，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、石墨烯、碳納米管、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的主催化劑和助催化劑總重量占催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑重量的0. 02% 20%。在相同的操作條件下，上述方法多種催化劑組合形成的梯級(jí)催化氧化比單一催化劑的催化氧化能減少氧化副產(chǎn)物小分子有機(jī)酸的生成量30 %以上，溴酸鹽的生成量減少40 %以上，且不會(huì)對(duì)飲用水水質(zhì)產(chǎn)生其他不良副作用。
本發(fā)明梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法是還按下述步驟進(jìn)行的將溴離子含量超過(guò)0. lmg/L的水源水經(jīng)混凝沉淀后梯級(jí)催化氧化，梯級(jí)催化氧化過(guò)程中水流速度為1 20m · h-1且臭氧投加量為0. 1 30mg · L—1，然后用活性炭或生物活性炭濾池過(guò)濾，再用砂濾池過(guò)濾，然后消毒后進(jìn)入管網(wǎng)，即完成了副產(chǎn)物生成量的控制；其中梯級(jí)催化氧化分兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行，第一個(gè)過(guò)程是向經(jīng)混凝沉淀的水源水中通入臭氧，并投加催化劑A進(jìn)行處理5 8min，第二個(gè)過(guò)程是向第一過(guò)程處理后的水源水中通入臭氧并投加催化劑B進(jìn)行反應(yīng)4 6min，第三個(gè)過(guò)程是向第二過(guò)程處理后的水源水中通入臭氧并投加催化劑C進(jìn)行反應(yīng)4 6min ；催化劑A、催化劑B和催化劑C的質(zhì)量比為1 0.02 5 0.5 4，催化劑A、催化劑B和催化劑C三者的總摩爾數(shù)與臭氧的摩爾數(shù)之比為1 0.001 1，催化劑A為金屬、金屬氧化物、負(fù)載型金屬催化劑、負(fù)載型金屬氧化物催化劑；催化劑A中的金屬為鉬、釕、銀、金、銥、鐵、鋅、鈦、銅、釩、鎳、鉀或鋁中的一種或其中幾種的混合；催化劑A中的金屬氧化物為鉬氧化物、釕氧化物、銀氧化物、金氧化物、銥氧化物、鐵氧化物、鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的復(fù)合物；催化劑A的負(fù)載型金屬催化劑中的金屬為鉬、釕、銀、金、銥、鐵、鋅、鈦、銅、釩、鎳、鉀或鋁中的一種或其中幾種的混合；催化劑A的負(fù)載型金屬催化劑中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石；催化劑A的負(fù)載型金屬催化劑金屬的重量為載體重量的0. 55% ；催化劑A的負(fù)載型金屬氧化物催化劑中的金屬氧化物為鉬氧化物、釕氧化物、銀氧化物、金氧化物、銥氧化物、鐵氧化物、鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的復(fù)合物；催化劑A的負(fù)載型金屬氧化物催化劑中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石；催化劑A的負(fù)載型金屬氧化物催化劑金屬的重量為載體重量的0. 55% ；催化劑B為金屬氧化物、摻雜催化劑、負(fù)載型催化劑，催化劑B中的金屬氧化物為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的幾種復(fù)合物；催化劑B中的摻雜催化劑由主催化劑和助催化劑組成，其中助催化劑占總重量的0. 02% 20%，主催化劑為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的一種或其中的幾種復(fù)合物，助催化劑為鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的混合；催化劑B中的負(fù)載型金屬氧化物或者負(fù)載型摻雜催化劑，催化劑B的負(fù)載型金屬氧化物中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、石墨烯、碳納米管、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石；催化劑B的負(fù)載型金屬氧化物中的金屬氧化物為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的幾種混合；催化劑B的負(fù)載型金屬氧化物中的金屬氧化物的總重量為載體重量的0. 45%，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑負(fù)載在載體上的主催化劑和助催化劑組成；催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的主催化劑為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的一種或其中的幾種復(fù)合物，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的助催化劑為鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的混合，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、石墨烯、碳納米管、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的主催化劑和助催化劑總重量占催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑重量的0. 02% 20% ；催化劑C為鈰氧化物、高硅沸石、負(fù)載在載體上的鈰氧化物或者負(fù)載在載體上的高硅沸石，催化劑C中所述的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、碳纖維、硅藻土、粘土、陶粒或凹凸棒石，催化劑C中的鈰氧化物負(fù)載量為0. 40% (重量)，催化劑C中的沸石負(fù)載量為0. 40% (重量)。在相同的操作條件下，多種催化劑組合形成的梯級(jí)催化氧化比單一催化劑的催化氧化能減少氧化副產(chǎn)物小分子有機(jī)酸的生成量20%以上，溴酸鹽的生成量減少40 %以上，且不會(huì)對(duì)飲用水水質(zhì)產(chǎn)生其他不良副作用。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式中梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法是按下述步驟進(jìn)行的將溴離子含量不超過(guò)0. lmg/L的水源水(進(jìn)水)經(jīng)混凝沉淀后梯級(jí)催化氧化，梯級(jí)催化氧化過(guò)程中水流速度為1 20m · r1且臭氧投加量為0. 1 30mg · L—1，然后用活性炭或生物活性炭濾池過(guò)濾，再用砂濾池過(guò)濾，然后消毒后進(jìn)入管網(wǎng)，即完成了副產(chǎn)物生成量的控制；其中梯級(jí)催化氧化分兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行，第一個(gè)過(guò)程是向經(jīng)混凝沉淀的水源水中通入臭氧，并投加催化劑A進(jìn)行處理5 lOmin，第二個(gè)過(guò)程是向第一過(guò)程處理后的水源水中通入臭氧并投加催化劑B進(jìn)行反應(yīng)5 IOmin ；催化劑A與催化劑B的質(zhì)量比為1 0.2 5，催化劑A和催化B的總摩爾數(shù)與臭氧的摩爾數(shù)之比為1 0.001 1，催化劑A為金屬、金屬氧化物、負(fù)載型金屬催化劑、負(fù)載型金屬氧化物催化劑；催化劑A中的金屬為鉬、釕、銀、金、銥、鐵、鋅、鈦、銅、釩、鎳、鉀或鋁中的一種或其中幾種的混合(各金屬之間按任意比混合)；催化劑A中的金屬氧化物為鉬氧化物、釕氧化物、銀氧化物、金氧化物、銥氧化物、鐵氧化物、鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的復(fù)合物(各金屬氧化物之間按任意比復(fù)合)；催化劑A的負(fù)載型金屬催化劑中的金屬為鉬、釕、銀、金、銥、鐵、鋅、鈦、銅、釩、鎳、鉀或鋁中的一種或其中幾種的混(各金屬之間按任意比混合)合；催化劑A的負(fù)載型金屬催化劑中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石；催化劑A的負(fù)載型金屬催化劑金屬的重量為載體重量的0. 55%;催化劑A的負(fù)載型金屬氧化物催化劑中的金屬氧化物為鉬氧化物、釕氧化物、銀氧化物、金氧化物、銥氧化物、鐵氧化物、鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的復(fù)合物(各金屬氧化物之間按任意比復(fù)合)；催化劑A的負(fù)載型金屬氧化物催化劑中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石；催化劑A的負(fù)載型金屬氧化物催化劑金屬的重量為載體重量的0. 1 % 55 % ；催化劑B為金屬氧化物、摻雜催化劑、負(fù)載型催化劑，催化劑B中的金屬氧化物為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中幾種的混合(各金屬氧化物之間按任意比混合)；催化劑B中的摻雜催化劑由主催化劑和助催化劑組成，其中助催化劑占總重量的0. 02% 20%，主催化劑為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的一種或其中幾種的復(fù)合物(各主催化劑之間按任意比復(fù)合)，助催化劑為鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的混合(各助催化劑之間按任意比混合)；催化劑B中的負(fù)載型金屬氧化物或者負(fù)載型摻雜催化劑，催化劑B的負(fù)載型金屬氧化物中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、石墨烯、碳納米管、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石；催化劑B的負(fù)載型金屬氧化物中的金屬氧化物為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中幾種的復(fù)合物(各金屬氧化物之間按任意比復(fù)合)；催化劑B的負(fù)載型金屬氧化物中的金屬氧化物的總重量為載體重量的0. 45%，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑負(fù)載在載體上的主催化劑和助催化劑組成；催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的主催化劑為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的一種或其中幾種的復(fù)合物(各主催化劑之間按任意比復(fù)合)，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的助催化劑為鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的混合(各助催化劑之間按任意比混合)，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、石墨烯、碳納米管、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的主催化劑和助催化劑總重量占催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑重量的0. 02% 20%。在相同的操作條件下，多種催化劑組合形成的梯級(jí)催化氧化比單一催化劑的催化氧化能減少氧化副產(chǎn)物小分子有機(jī)酸的生成量30%以上，溴酸鹽的生成量減少40%以上，且不會(huì)對(duì)飲用水水質(zhì)產(chǎn)生其他不良副作用。采用下述試驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)明效果試驗(yàn)一水源水進(jìn)水中的溴離子含量為0. 08mg/L，梯級(jí)催化氧化過(guò)程中水流速度為9m化―1且臭氧投加量為1.5!^·!^，催化劑A與催化劑B的質(zhì)量比為1 1，催化劑A和催化B的總摩爾數(shù)與臭氧的摩爾數(shù)之比為1 0.1，采用本實(shí)施方式方式所述方法進(jìn)行處理，其它參數(shù)與結(jié)果見(jiàn)表1表1:
序催化劑A催化劑B梯級(jí)催化氧化處理梯級(jí)催化氧化處理后的水號(hào)后的水中小分子有中溴酸鹽 g/L)機(jī)酸(以草酸、乙酸和甲酸來(lái)計(jì))(pg/L)1FeOOHMn和Ce的復(fù)合1356.0氧化 物(Mn/Ce=70/30)
權(quán)利要求
1.梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法，其特征在于梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法是按下述步驟進(jìn)行的將溴離子含量不超過(guò)0. lmg/L的水源水經(jīng)混凝沉淀后梯級(jí)催化氧化，梯級(jí)催化氧化過(guò)程中水流速度為1 20m .^1且臭氧投加量為0. 1 30mg ·Ι^，然后用活性炭或生物活性炭濾池過(guò)濾， 再用砂濾池過(guò)濾，然后消毒后進(jìn)入管網(wǎng)，即完成了副產(chǎn)物生成量的控制；其中梯級(jí)催化氧化分兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行，第一個(gè)過(guò)程是向經(jīng)混凝沉淀的水源水中通入臭氧，并投加催化劑A進(jìn)行處理5-lOmin，第二個(gè)過(guò)程是向第一過(guò)程處理后的水源水中通入臭氧并投加催化劑B進(jìn)行反應(yīng)5-lOmin;催化劑A與催化劑B的質(zhì)量比為1 0. 2 5，催化劑A和催化B的總摩爾數(shù)與臭氧的摩爾數(shù)之比為1 0.001 1，催化劑A為金屬、金屬氧化物、負(fù)載型金屬催化劑、負(fù)載型金屬氧化物催化劑；催化劑A中的金屬為鉬、釕、銀、金、銥、鐵、鋅、鈦、銅、釩、鎳、 鉀或鋁中的一種或其中幾種的混合；催化劑A中的金屬氧化物為鉬氧化物、釕氧化物、銀氧化物、金氧化物、銥氧化物、鐵氧化物、鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、 鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的復(fù)合物；催化劑A的負(fù)載型金屬催化劑中的金屬為鉬、釕、銀、金、銥、鐵、鋅、鈦、銅、釩、鎳、鉀或鋁中的一種或其中幾種的混合；催化劑A 的負(fù)載型金屬催化劑中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石；催化劑A的負(fù)載型金屬催化劑金屬的重量為載體重量的0. 55% ；催化劑A的負(fù)載型金屬氧化物催化劑中的金屬氧化物為鉬氧化物、釕氧化物、銀氧化物、金氧化物、銥氧化物、鐵氧化物、鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的復(fù)合物；催化劑A的負(fù)載型金屬氧化物催化劑中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石；催化劑A的負(fù)載型金屬氧化物催化劑金屬的重量為載體重量的0. 55%;催化劑B為金屬氧化物、摻雜催化劑、負(fù)載型催化劑，催化劑B中的金屬氧化物為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的幾種混合；催化劑B中的摻雜催化劑由主催化劑和助催化劑組成，其中助催化劑占總重量的0. 02% 20%，主催化劑為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的一種或其中的幾種復(fù)合物，助催化劑為鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、 鋁氧化物中的一種或其中幾種的混合；催化劑B中的負(fù)載型金屬氧化物或者負(fù)載型摻雜催化劑，催化劑B的負(fù)載型金屬氧化物中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、石墨烯、 碳納米管、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石；催化劑B的負(fù)載型金屬氧化物中的金屬氧化物為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的幾種復(fù)合物；催化劑B的負(fù)載型金屬氧化物中的金屬氧化物的總重量為載體重量的0. 1 % 45 %，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑負(fù)載在載體上的主催化劑和助催化劑組成；催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的主催化劑為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的一種或其中的幾種復(fù)合物，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的助催化劑為鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的混合，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、石墨烯、碳納米管、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的主催化劑和助催化劑總重量占催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑重量的0. 02% 20%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法，其特征在于催化劑A與催化劑B的質(zhì)量比為1 1 4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法，其特征在于催化劑A與催化劑B的質(zhì)量比為1 2 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法，其特征在于催化劑A和催化B的總摩爾數(shù)與臭氧的摩爾數(shù)之比為1 0.01 0. 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法，其特征在于催化劑A和催化B的總摩爾數(shù)與臭氧的摩爾數(shù)之比為1 0. 1 0. 3。
6.梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法，其特征在于梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法是按下述步驟進(jìn)行的將溴離子含量超過(guò)0. lmg/L的水源水經(jīng)混凝沉淀后梯級(jí)催化氧化，梯級(jí)催化氧化過(guò)程中水流速度為1 20m .^1且臭氧投加量為0. 1 30mg ·Ι^，然后用活性炭或生物活性炭濾池過(guò)濾，再用砂濾池過(guò)濾，然后消毒后進(jìn)入管網(wǎng)，即完成了副產(chǎn)物生成量的控制；其中梯級(jí)催化氧化分兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行，第一個(gè)過(guò)程是向經(jīng)混凝沉淀的水源水中通入臭氧，并投加催化劑A進(jìn)行處理5 8min，第二個(gè)過(guò)程是向第一過(guò)程處理后的水源水中通入臭氧并投加催化劑B進(jìn)行反應(yīng)4 6min，第三個(gè)過(guò)程是向第二過(guò)程處理后的水源水中通入臭氧并投加催化劑C進(jìn)行反應(yīng)4 6min ；催化劑A、催化劑B和催化劑C的質(zhì)量比為1 0. 02 5 0. 5 4，催化劑 A、催化劑B和催化劑C三者的總摩爾數(shù)與臭氧的摩爾數(shù)之比為1 0. 001 1，催化劑A為金屬、金屬氧化物、負(fù)載型金屬催化劑、負(fù)載型金屬氧化物催化劑；催化劑A中的金屬為鉬、 釕、銀、金、銥、鐵、鋅、鈦、銅、釩、鎳、鉀或鋁中的一種或其中幾種的混合；催化劑A中的金屬氧化物為鉬氧化物、釕氧化物、銀氧化物、金氧化物、銥氧化物、鐵氧化物、鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的復(fù)合物；催化劑A的負(fù)載型金屬催化劑中的金屬為鉬、釕、銀、金、銥、鐵、鋅、鈦、銅、釩、鎳、鉀或鋁中的一種或其中幾種的混合；催化劑A的負(fù)載型金屬催化劑中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石；催化劑A的負(fù)載型金屬催化劑金屬的重量為載體重量的0. 55% ；催化劑A的負(fù)載型金屬氧化物催化劑中的金屬氧化物為鉬氧化物、釕氧化物、銀氧化物、金氧化物、銥氧化物、鐵氧化物、鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的復(fù)合物；催化劑A的負(fù)載型金屬氧化物催化劑中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、硅藻土、粘土、陶粒、 沸石或凹凸棒石；催化劑A的負(fù)載型金屬氧化物催化劑金屬的重量為載體重量的0. 55% ；催化劑B為金屬氧化物、摻雜催化劑、負(fù)載型催化劑，催化劑B中的金屬氧化物為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的幾種復(fù)合物；催化劑B中的摻雜催化劑由主催化劑和助催化劑組成，其中助催化劑占總重量的0. 02% 20%，主催化劑為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的一種或其中的幾種復(fù)合物，助催化劑為鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的混合；催化劑B中的負(fù)載型金屬氧化物或者負(fù)載型摻雜催化劑，催化劑B的負(fù)載型金屬氧化物中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、石墨烯、碳納米管、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石；催化劑B的負(fù)載型金屬氧化物中的金屬氧化物為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的幾種復(fù)合物；催化劑B的負(fù)載型金屬氧化物中的金屬氧化物的總重量為載體重量的0. 45%，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑負(fù)載在載體上的主催化劑和助催化劑組成； 催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的主催化劑為鈰氧化物、鈷氧化物、錳氧化物、鐵氧化物中的一種或其中的幾種復(fù)合物，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的助催化劑為鋅氧化物、鈦氧化物、銅氧化物、釩氧化物、鎳氧化物、鉀氧化物、鋁氧化物中的一種或其中幾種的混合， 催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、石墨、碳纖維、石墨烯、碳納米管、硅藻土、粘土、陶粒、沸石或凹凸棒石，催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑中的主催化劑和助催化劑總重量占催化劑B的負(fù)載型摻雜催化劑重量的0. 02% 20% ；催化劑C為鈰氧化物、高硅沸石、負(fù)載在載體上的鈰氧化物或者負(fù)載在載體上的高硅沸石，催化劑C中所述的載體為蜂窩陶瓷、活性炭、碳纖維、硅藻土、粘土、陶粒或凹凸棒石，催化劑C中的鈰氧化物負(fù)載量為0.1% 40% (重量)，催化劑C中的高硅沸石負(fù)載量為0. 40% (重量)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法，其特征在于催化劑A、催化劑B和催化劑C的質(zhì)量比為1 1 4 1 3。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法，其特征在于催化劑A與催化劑B的質(zhì)量比為1 2 3 2。
9.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法，其特征在于催化劑A、催化劑B和催化劑C三者的總摩爾數(shù)與臭氧的摩爾數(shù)之比為 1 0. 01 0. 5。
10.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8所述的梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法，其特征在于催化劑A、催化劑B和催化劑C三者的總摩爾數(shù)與臭氧的摩爾數(shù)之比為1 0. 1 0. 3。
全文摘要
梯級(jí)催化氧化控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法，它屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明要解決目前單一催化劑催化臭氧氧化處理微污染水源水存在的天然有機(jī)物結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重、氧化副產(chǎn)物小分子有機(jī)酸和溴酸鹽生成量比較高的技術(shù)問(wèn)題。方法將含溴離子水源水經(jīng)混凝沉淀后梯級(jí)催化氧化，梯級(jí)催化氧化過(guò)程中水流速度為1～20m·h-1且臭氧投加量為0.1～30mg·L-1，然后用活性炭或生物活性炭濾池過(guò)濾，再用砂濾池過(guò)濾，然后消毒后進(jìn)入管網(wǎng)，即完成了副產(chǎn)物生成量的控制。本發(fā)明用于控制微污染水源水處理過(guò)程中副產(chǎn)物生成量的方法。
文檔編號(hào)C02F9/04GK102381780SQ20111028200
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者劉正乾, 馬軍 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)