一種去除飲用水中溴酸鹽的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種去除飲用水中溴酸鹽的方法。即在飲用水出水處接一根填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸收柱，飲用水經(jīng)過填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸收柱中的改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料吸附后，即可去除飲用水中的溴酸鹽。本發(fā)明的一種去除飲用水中溴酸鹽的方法，可有效去除飲用水中溴酸鹽，并且該方法具有無二次污染，無毒無害，可循環(huán)利用，操作簡單，處理成本低的特點。
【專利說明】一種去除飲用水中溴酸鹽的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種去除飲用水中溴酸鹽的方法，特別涉及一種利用填充改性交聯(lián)殼聚糖作為吸附材料的吸附柱，來去除飲用臭氧消毒后產(chǎn)生的微量溴酸鹽的方法。
【背景技術(shù)】 [0002]隨著給水處理技術(shù)的發(fā)展和人們對飲用水水質(zhì)的重視，臭氧消毒技術(shù)在飲用水的應(yīng)用中開始廣泛應(yīng)用。但當(dāng)處理水體中含有溴化物時，經(jīng)臭氧氧化處理后會產(chǎn)生副產(chǎn)物溴酸鹽。溴酸鹽對人體危害很大，具有致癌和致突變性，被國際癌癥機構(gòu)定為2B級(較高致癌性)的潛在致癌物。世界衛(wèi)生組織(World Health Organization, WHO)最新的《飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則》中將溴酸鹽限值從25 μ g/L修訂為10 μ g/L，我國新修訂的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)也規(guī)定溴酸鹽限值為10 μ g/L。因此，控制和去除臭氧消毒副產(chǎn)物溴酸鹽的研究十分迫切。
[0003]控制飲用水中溴酸鹽有兩大途徑，一是溴酸鹽的生成過程中控制，二是生成后水體中的溴酸鹽的去除。目前控制溴酸鹽的技術(shù)主要有加氨、降低PH值等，去除溴酸鹽的技術(shù)有活性炭吸附去除法、離子交換法、亞鐵離子還原去除法、零價鐵還原去除法、紫外線照射法等。但仍存在一些弊端，如加氨和降低pH值對控制溴離子濃度過高的原水，出水水質(zhì)中溴酸鹽往往會超標(biāo)?，F(xiàn)在對活性炭的研究較多，但使用一段時間后，活性炭去除溴酸鹽效率下降，需經(jīng)常再生和更換，增加飲用水處理成本。紫外線照射耗能較高，處理成本高。零價鐵方法受D0、水中離子等因素的影響比較大，而且成本大，僅限于實驗室而不能投入大量成產(chǎn)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對上述各種方法的弊端，提供一種能有效去除飲用水中痕量溴酸鹽的方法，該方法具有成本低廉、可循環(huán)處理、無毒無害。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)原理
殼聚糖通過交聯(lián)改性后變成大分子有機物質(zhì)，物理和化學(xué)的穩(wěn)定性都大大增強，從而可填充在吸附柱中對溴酸鹽去除，在水溶液中，改性交聯(lián)殼聚糖的大量氨基水解產(chǎn)生氫鍵與陰離子溴酸鹽通過的較大化學(xué)引力將溴酸鹽吸附，從而將溴酸鹽從飲用水中去除。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案
一種去除飲用水中溴酸鹽的方法，即飲用水出水處接一根填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸收柱，飲用水經(jīng)過填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱中的改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附后，即可去除飲用水中的溴酸鹽；
其中填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸收柱包括填充柱和吸附材料； 所述的吸附材料為改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子；
所述的填充柱為鐵質(zhì)或石英質(zhì)的圓管；
所述的改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料填充在填充柱中，所述的填充柱的兩端設(shè)有過濾篩，以保證水通過，而改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料被過濾截留；
所述的填充柱為鐵質(zhì)或石英質(zhì)的圓管；
所述的改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料通過包括如下步驟的方法制備:
首先，將殼聚糖完全溶解于0.lmol/L的鹽酸溶液中，加熱升溫至50°C，得到濃度為10g/L的殼聚糖鹽酸溶液；
然后，控制滴加速率為15ml/min向上述所得的殼聚糖鹽酸溶液中滴加質(zhì)量百分比濃度為25%的戊二醒水溶液,滴加完后加熱升溫至90°C,攪拌反應(yīng)80min后,得到反應(yīng)液；上述滴加所用的質(zhì)量百分比濃度為25%的戊二醛水溶液的量，按戊二醛:殼聚糖鹽酸溶液中的殼聚糖的質(zhì)量比計算，即戊二醛:殼聚糖為1:1.2 ;
然后，用6mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)上述所得的反應(yīng)液的pH值為9，待出現(xiàn)黃色絮狀沉淀后控制溫度為90°C繼續(xù)攪拌45min，然后過濾，所得的濾餅用蒸餾水洗滌至流出液的pH至中性，然后依次用丙酮和乙醇洗滌2次，最后于45°C下烘至恒重，即得改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料。
[0007]上述的一種去除飲用水中溴酸鹽的方法，具體包括如下步驟:
(1)、改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的制備
首先，將殼聚糖完全溶解于0.lmol/L的鹽酸溶液中，加熱升溫至50°C，得到濃度為10g/L的殼聚糖鹽酸溶液；
然后，控制滴加速率為15ml/min向上述所得的殼聚糖鹽酸溶液中滴加質(zhì)量百分比濃度為25%的戊二醒水溶液,滴加完后加熱升溫至90°C,攪拌反應(yīng)80min后,得到反應(yīng)液；上述滴加所用的質(zhì)量百分 比濃度為25%的戊二醛水溶液的量，按戊二醛:殼聚糖鹽酸溶液中的殼聚糖的質(zhì)量比計算，即戊二醛:殼聚糖為1:1.2 ;
然后，用6mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)上述所得的反應(yīng)液的pH值為9，待出現(xiàn)黃色絮狀沉淀后控制溫度為90°C繼續(xù)攪拌45min，然后過濾，所得的濾餅用蒸餾水洗滌至流出液的pH至中性，然后依次用丙酮和乙醇洗滌2次，最后于45°C下烘至恒重，即得改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料；
(2)、吸附裝置安裝
把步驟(I)所得的改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料填充在填充柱中，得到填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱，然后將填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱安裝于飲用水的出水管道或貯水容器的出水口；
(3)、去除水中溴酸鹽
飲用水打開后，飲用水出水流經(jīng)填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱時，填充柱中的改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料與飲用水中的溴酸鹽陰離子通過氫鍵引力化學(xué)吸附，從而將溴酸鹽從飲用水中去除。
[0008]上述的填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱使用一段時間后，吸附效果變差，此時要對填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱進行活化再生，其具體步驟如下:
將填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱從管道或容器上拆卸下來，先用0.01mol/L的NaOH溶液沖洗浸泡30min，然后用蒸餾水沖洗至中性，再用0.01mol/L的HCl溶液沖洗進行活化再生，最后用水沖洗至中性，45°C低溫烘干即可。[0009]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種去除飲用水中溴酸鹽的方法，由于采用在飲用水出水處接一根填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱，飲用水經(jīng)過填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱中的改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附后可有效去除飲用水中溴酸鹽，并且，所用的改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料可循環(huán)利用至少5次。
[0010]進一步，本發(fā)明的一種去除飲用水中溴酸鹽的方法，由于所用的吸附材料改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子，其具有生產(chǎn)成本低廉，來源廣泛，無毒，且可生物降解，因此本發(fā)明的方法具有無二次污染，無毒無害的特點。
[0011]進一步，本發(fā)明的一種去除飲用水中溴酸鹽的方法，由于所用的填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱安裝方便，因此該方法具有操作簡單的特點。
[0012]進一步，本發(fā)明的一種去除飲用水中溴酸鹽的方法，由于采用吸附法進行處理的，需要的能耗小，并且吸附材料改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子價廉易得，對溴酸鹽的飽和吸附容量大，因此處理成本低，適于推廣使用。
【具體實施方式】
[0013]下面通過具體實施例對本發(fā)明進一步闡述，但并不限制本發(fā)明。
[0014]本發(fā)明所選用的各種試劑均為分析純。
[0015]實施例1
一種去除飲用水中溴酸鹽 的方法，即在飲用水出水處接一根填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱，飲用水經(jīng)過填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱中的改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料吸附后即可去除飲用水中的溴酸鹽，具體包括如下步驟:
(1)、改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的制備
將1.0g殼聚糖完全溶解于IOOml濃度為0.lmol/L的鹽酸溶液中，加熱升溫至50°C，得到濃度為10g/L的殼聚糖鹽酸溶液；
然后，控制滴加速率為15ml/min向上述所得的殼聚糖鹽酸溶液中滴加4.8ml質(zhì)量百分比濃度為25 %的戊二醛水溶液，滴加完后加熱升溫至90 V，攪拌反應(yīng)SOmin后，得到反應(yīng)液；
上述滴加所用的質(zhì)量百分比濃度為25%的戊二醛水溶液的量，按戊二醛:殼聚糖鹽酸溶液中的殼聚糖的質(zhì)量比計算，即戊二醛:殼聚糖為1:1.2 ;
然后，用6mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)上述所得的反應(yīng)液的pH值為9，待出現(xiàn)黃色絮狀沉淀后控制溫度為90°C繼續(xù)攪拌45min，然后過濾，所得的濾餅用蒸餾水洗滌至流出液的pH至中性，然后依次用丙酮和乙醇洗滌2次，最后于45°C下烘至恒重，得到的紅棕色粉末狀物質(zhì)即為改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料；
(2)、吸附裝置安裝
取一根直徑8cm，長為0.5m的透明石英管作為填充柱，把步驟(I)得到的改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料填充在其中，即得填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱，將所得的填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱安裝于消毒出水管道或貯水容器的出水口；(3)、去除水中溴酸鹽
飲用水的出水流經(jīng)填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱時，其中的吸附材料改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子與飲用水中的溴酸鹽陰離子通過氫鍵引力化學(xué)吸附，從而將溴酸鹽從飲用水中去除，經(jīng)IC離子色譜法檢測(生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法，中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 5750.10-2006)，經(jīng)過填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱處理后的水，處理前飲用水中的溴酸鹽的含量50 μ g/L,處理后飲用水中的溴酸鹽的含量為O (檢測不出)，其去除率達(dá)100%。
[0016]上述的填充柱中的改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料吸附材料達(dá)吸附飽和后，吸附效果變差，此時要對填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱進行沖洗脫附，將填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱從管道或容器上拆卸下來，先用0.01mol/L的NaOH溶液沖洗浸泡30min，然后用蒸餾水沖洗至中性，再用0.01mol/L的HCl溶液沖洗進行活化再生，最后用水沖洗至中性，45°C低溫烘干即可再次利用。
[0017]上述填充柱中的改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料經(jīng)過沖洗脫附多次后，吸附率仍能保持較高。并且實驗證明，上述所得的填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱經(jīng)過在飲用水處理系統(tǒng)中使用5次循環(huán)并再生后利用，其吸附率仍能保持80%以上。
[0018]綜上所述，本發(fā)明的一種去除飲用水中溴酸鹽的方法，可有效去除飲用水中溴酸鹽，無二次污染，安裝操作簡單，成本低廉，無毒無害，并可循環(huán)利用。
[0019]以上所述僅是本發(fā)明的實施方式的舉例，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型均應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。`
【權(quán)利要求】
1.一種去除飲用水中溴酸鹽的方法，其特征在于在飲用水出水處接一根填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸收柱，飲用水經(jīng)過填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱中的改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附后，即可去除飲用水中的溴酸鹽； 其中填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸收柱包括填充柱和吸附材料； 所述的吸附材料為改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子； 所述的填充柱為鐵質(zhì)或石英質(zhì)的圓管； 吸附材料改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料填充在填充柱中，填充柱的兩頭設(shè)有過濾篩； 所述的改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料通過包括如下步驟的方法制備: 首先，將殼聚糖完全溶解于0.lmol/L的鹽酸溶液中，加熱升溫至45°C得到濃度為IOg/L的殼聚糖鹽酸溶液； 然后，控制滴加速率為15ml/min向上述所得的殼聚糖鹽酸溶液中滴加質(zhì)量百分比濃度為25%的戊二醒水溶液,滴加完后加熱升溫至90°C,攪拌反應(yīng)80min后,得到反應(yīng)液；上述滴加所用的質(zhì)量百分比濃度為25%的戊二醛水溶液的量，按戊二醛:殼聚糖鹽酸溶液中的殼聚糖的質(zhì)量比計算，即戊二醛:殼聚糖為1:1.2 ; 然后，用6mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)上述所得的反應(yīng)液的pH值為9，待出現(xiàn)黃色絮狀沉淀后控制溫度為90°C繼續(xù)攪拌45min，然后過濾，所得的濾餅用蒸餾水洗滌至流出液的pH至中性，然后依次用丙酮和乙醇洗滌2次，最后于45°C下烘至恒重，即得改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子。
2.如權(quán)利要求1所述的一種去除飲用水中溴酸鹽的方法，其特征在于具體包括如下步驟: (1)、改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的制備 首先，將殼聚糖完全溶解于0.lmol/L的鹽酸溶液中，加熱升溫至50°C，得到濃度為10g/L的殼聚糖鹽酸溶液； 然后，控制滴加速率為15ml/min向上述所得的殼聚糖鹽酸溶液中滴加質(zhì)量百分比濃度為25%的戊二醒水溶液,滴加完后加熱升溫至90°C,攪拌反應(yīng)80min后,得到反應(yīng)液；上述滴加所用的質(zhì)量百分比濃度為25%的戊二醛水溶液的量，按戊二醛:殼聚糖鹽酸溶液中的殼聚糖的質(zhì)量比計算，即戊二醛:殼聚糖為1:1.2 ; 然后，用6mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)上述所得的反應(yīng)液的pH值為9，待出現(xiàn)黃色絮狀沉淀后控制溫度為90°C繼續(xù)攪拌45min，然后過濾，所得的濾餅用蒸餾水洗滌至流出液的pH至中性，然后依次用丙酮和乙醇洗滌2次，最后于45°C下烘至恒重，即得改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料； (2)、吸附裝置安裝 把步驟(I)所得的改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料填充在填充柱中，得到填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱，然后將填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱安裝于飲用水的出水管道或貯水容器的出水口； (3)、去除水中溴酸鹽 飲用水打開后，飲用水出水流經(jīng)填充有改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料的吸附柱時，填充柱中的改性交聯(lián)殼聚糖有機高分子吸附材料與飲用水中的溴酸鹽陰離子通過氫鍵引力化學(xué)吸附，從而將溴酸鹽從飲用水中去除。
【文檔編號】B01J20/24GK103466742SQ201310439129
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】劉劍青, 施文健, 文歡歡, 馮文煊, 吳薇, 顧海欣, 王精致 申請人:上海理工大學(xué)