一种缓释有机氯强化去除水中嗅味物质的方法

本发明属于饮用水处理，具体涉及一种缓释有机氯强化去除水中嗅味物质的方法。

背景技术：

1、2-甲基异莰醇(2-methylisobcamol，2-mib)是含藻水中最常见的嗅味化合物，由一系列蓝藻细菌产生，在每升水在纳克水平便会产生霉味和泥土味，会引发用户对供水水质的质疑和投诉。新版《生活饮用水卫生标准》(gb 5749-2022)中规定出厂水中2-mib浓度限值为10ng/l。嗅味物质2-mib具有亨利系数较低、抗氧化性强、化学结构具有空间位阻等特点，常规饮用水处理工艺(混凝沉淀、过滤和消毒)难以有效去除2-mib。此外，由于2-mib具有稳定性较高的饱和环叔醇类结构，常规的氧化剂(氯、氯胺、二氧化氯、高锰酸钾等)，在紫外光波段的吸光性较弱，常见的杀菌用紫外波长(254nm)辐照对2-mib的降解能力也十分有限。饮用水水源的藻类污染问题难以解决。

2、相关技术中，过硫酸盐或单过硫酸氢盐的使用会引起饮用水中硫酸盐超标，并导致供水管道系统的生物不稳定性，对水质造成潜在风险。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种缓释有机氯强化去除水中嗅味物质的方法，显著降低了过硫酸盐的使用，净味效果显著。

2、本发明的第一方面提供了一种缓释有机氯强化去除水中嗅味物质的方法，包括向含有嗅味物质的水中投加缓释有机氯和过硫酸钾，并以222nm波长紫外光进行辐照反应的步骤。

3、本发明关于缓释有机氯强化去除水中嗅味物质的方法中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：

4、相关技术中，利用紫外光源去除水中嗅味物质的具体波长不清楚，有效降解2-mib的特征波长并未明确。并且氧化剂过硫酸盐或单过硫酸氢盐的投加量大(100mol/l～1500mol/l，即16800g/l～252000g/l)，药剂成本极高，且会引起水中硫酸盐超标(生活饮用水卫生标准gb5749-2022中限值为250mg/l)，导致饮用水供水管道系统的生物不稳定性，对水质造成潜在风险。此外，ph值(3～8)过于宽泛，难以指导实际嗅味物质去除的工艺参数选择。

5、本发明提供的缓释有机氯强化去除水中嗅味物质的方法，解决了已有紫外活化过硫酸盐(uv/pds)的过硫酸盐投加量高的技术问题。提出采用缓释有机氯强化紫外/过硫酸盐高级氧化体系，可以显著降低pds投加量至1～5μmol/l，是已报道最低pds投加量(2.38mmol/l～29.7mmol/l，cn109319879a)的1/2380～1/5940倍。

6、本发明提供的缓释有机氯强化去除水中嗅味物质的方法，缓释有机氯加入uv/pds体系后表现出明显的协同效应。缓释有机氯在uv/pds体系中被紫外灯和活性自由基(so4-·和ho·)激活生成含氯自由基，丰富了自由基种类并提高了自由基稳态浓度，从而提高了2-mib降解速率。uv/pds(pds投量为10μm)在反应5min后的2-mib去除率仅为20％，单独nadcc(140μm)在反应5min后的2-mib去除率仅为5％。然而，将上述剂量nadcc(140μm)投加入uv/pds(pds投量为10μm)体系在反应1min后的2-mib去除率即可高达90.20％。

7、本发明提供的缓释有机氯强化去除水中嗅味物质的方法，缓释有机氯强化uv/pds体系中产生的含氯自由基是提高2-mib降解的核心因素。

8、uv222/pds体系依靠产生·oh和·so4-降解2-mib，而nadcc强化uv/pds体系中除上述两种自由基外又新形成了含氯自由基(·cl等)。本发明证明了·cl与2-mib具有极高反应活性，cl·与2-mib的二级反应速率常数为k2-mib，·cl＝5.95×109m-1·s-1，与羟基自由基与2-mib的反应活性相当(k2-mib，·oh＝5.1×109)，比硫酸根自由基高1个数量级(k2-mib，·so4-＝7.6±0.6×108m-1·s-1)。

9、222nm波长紫外光对人体没有伤害，且能高效实时消杀气溶胶病毒和细菌。222nm波长紫外光由于无法透射皮肤角质层和眼睛泪液层，因此对人体具有极高的安全性，同时222nm波长紫外光的能量却可以直接破坏细菌、病毒的dna或rna的分子链结构，使病原体无法再生，实现在有人环境中的实时高效消毒。

10、根据本发明的一些实施方式，所述嗅味物质包括2-甲基异莰醇。

11、根据本发明的一些实施方式，所述缓释有机氯包括二氯异氰尿酸钠。

12、根据本发明的一些实施方式，所述缓释有机氯的投加量为10mg/l～40mg/l。

13、根据本发明的一些实施方式，所述缓释有机氯和过硫酸钾的摩尔比为7～150:1。

14、根据本发明的一些实施方式，所述缓释有机氯和过硫酸钾的摩尔比为7～28:1。

15、根据本发明的一些实施方式，所述缓释有机氯和过硫酸钾的摩尔比为7～14:1。

16、本发明提供的缓释有机氯强化去除水中嗅味物质的方法，nadcc强化uv/pds体系中，nadcc和pds的最优投量摩尔比范围为28:1～7:1。此复配范围条件下，2-mib去除率均在1min内到达90％以上。

17、若投加比若低于此最优比，nadcc强化作用不足，协同降解2-mib的效果不明显。

18、若投加比高于此最优比，过量氧化剂与2-mib竞争活性自由基，大量自由基被氧化剂消耗而使2-mib去除效果降低。当nadcc和pds投量摩尔比为140:1时，2-mib降解速率有所降低，但也可以在反应5min后达到90％的2-mib去除率。

19、根据本发明的一些实施方式，所述辐照反应的时间为1min～30min。

20、根据本发明的一些实施方式，所述辐照反应的紫外光强为2～10μw/cm2。

21、根据本发明的一些实施方式，向含有嗅味物质的水中投加缓释有机氯和过硫酸钾，包括以下步骤：先向水中先加入所述过硫酸钾，施加222nm波长紫外光进行辐照后，再向水中加入所述缓释有机氯。

22、先向水中先加入所述过硫酸钾，施加222nm波长紫外光进行辐照后，再向水中加入所述缓释有机氯，该投料方式利于先使过流酸钾充分光解产生更多的硫酸根自由基，强化硫酸根自由基激活缓释有机氯诱导含氯自由基和羟基自由基的过程。

23、根据本发明的一些实施方式，向含有嗅味物质的水中投加缓释有机氯和过硫酸钾，包括以下步骤：同时向含有嗅味物质的水中投加缓释有机氯和过硫酸钾，混匀后以222nm波长紫外光进行辐照反应。

24、同时向含有嗅味物质的水中投加缓释有机氯和过硫酸钾，该投料方式利于两种药剂先优化配比成为一种氧化溶剂，适于水厂运行人员操作。

技术特征：

1.一种缓释有机氯强化去除水中嗅味物质的方法，其特征在于，包括向含有嗅味物质的水中投加缓释有机氯和过硫酸钾，并以222nm波长紫外光进行辐照反应的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述嗅味物质包括2-甲基异莰醇。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缓释有机氯包括二氯异氰尿酸钠。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缓释有机氯的投加量为10mg/l～40mg/l。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缓释有机氯和过硫酸钾的摩尔比为7～150:1。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述缓释有机氯和过硫酸钾的摩尔比为7～28:1。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述辐照反应的时间为1min～30min。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述辐照反应的紫外光强为2～10μw/cm2。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，向含有嗅味物质的水中投加缓释有机氯和过硫酸钾，包括以下步骤：先向水中先加入所述过硫酸钾，施加222nm波长紫外光进行辐照后，再向水中加入所述缓释有机氯。

10.据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，向含有嗅味物质的水中投加缓释有机氯和过硫酸钾，包括以下步骤：同时向含有嗅味物质的水中投加缓释有机氯和过硫酸钾，混匀后以222nm波长紫外光进行辐照反应。

技术总结
本发明提供了一种缓释有机氯强化去除水中嗅味物质的方法，包括向含有嗅味物质的水中投加缓释有机氯和过硫酸钾，并以222nm波长紫外光进行辐照反应的步骤。该方法显著降低了过硫酸盐的使用量，净味效果显著。

技术研发人员：张欣然,张宇峰,陈飒,曹宇安,梁祺峰,宋楚琪
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25