[发明专利]一种基于环糊精聚合物材料吸附-KMnO4氧化耦合处理水中微污染物的方法

说明书

技术领域

本发明属于水污染控制技术领域，涉及一种基于环糊精聚合物材料吸附/KMnO₄氧化耦合处理水中污染物的方法。 

背景技术

水污染问题引起人们越来越多的关注。水中微量有机污染物，如农药、酚类、抗生素等，在水中含量低，但是在诸多水体中已被检测出来，更威胁到生活饮用水。水中微量的有机污染物，特别是高稳定性、有毒有害污染物，通过水循环过程可以逐渐积累与浓缩，对水质构成较大威胁。我国最新《生活饮用水卫生标准》GB5724-2006中有机污染物种类已增至53项，非常规指标检测中列有三氯酚等酚类及溴氰菊酯等农药。而常规工艺难以满足人们对水质的要求，因此，需要在水处理过程中或常规水处理工艺后引进更有效的氧化技术来处理此类微污染物。 

高级氧化技术作为常用水处理技术，被广泛接受。高锰酸钾(KMnO₄)作为一种高效氧化剂，应用于水处理，其氧化能力强，pH适用范围广，且易运输和储存，同时投料方便、价格低。KMnO₄在氧化降解有机物过程中基本不产生有毒、有害副产物，多数条件下产物为不溶性二氧化锰。专利CN 201110150251.4公开了一种钌催化高锰酸钾氧化去除水中微污染物的方法，该方法提到向含有微污染物的水中，按照一定顺序投加浓度为0.5-5.0mg/L的KMnO₄和浓度为0.5-5.0mg/L的钌催化剂，处理5-40min，可去除酚类、苯胺类或内分泌干扰物。该法中使用钌盐催化剂，易溶于水，具有挥发性，不易回收，既不经济又不环保。 

专利CN 200510019609.4中涉及一种双酚类废水选择性强化处理方法。该方法是在废水中加入一定量β-环糊精，投加量为5∶1-10∶1(β-环糊精与双酚类物质质量浓度比)，通过分子识别作用形成包结物，在常温、常压下在紫外灯光降解，分子结构为非平面构型的双酚类物质光降解效率为40-60％。该方法需投加环糊精单体，不能回收利用。 

吸附法去除水中污染物也是水污染控制的一种有效手段，通过吸附剂的吸附作用可以吸附富集水中污染物，降低污染物浓度水平。专利CN 01140411.6中公开了一种水体净化吸附剂聚环糊精的制备方法。该方法制备了系类环糊精聚合物，用于对水中多种有机物(如硝基苯、苯酚)吸附去除。该法虽提到环糊精聚合物材料可用于水体净化吸附剂，但吸附后污染物仍然存在，吸附剂处理不善，仍会造成污染物的解析，污染物不能彻底去除。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于环糊精聚合物材料吸附/KMnO₄氧化耦合彻底去除和净化水中微污染物的方法，同时该方法中环糊精聚合物材料可循环再生使用，经济高效又环保。 

为达上述目的，本发明所采用的技术方案包括以下步骤： 

(1)环糊精聚合物材料吸附富集：向含有微污染物的水中投入0.1-2.0g环糊精聚合物材料，其中微污染物初始浓度范围优选500μg/L-500mg/L，环糊精聚合物材料用量可根据具体情况调节，其与微污染水质量比1∶50-1∶1000，吸附富集过程可在酸性到碱性的范围内进行，范围pH＝3-9。吸附富集时间和温度可根据具体条件适当调整，时间范围1h-24h，温度范围283-303K。吸附富集过程要振荡或搅拌。 

(2)KMnO₄氧化降解：将步骤(1)中环糊精聚合物材料滤出，投入到0.5-10mM 的KMnO₄的溶液中，调节pH值，范围3-7。其中环糊精聚合物材料与KMnO₄溶液质量比1∶50-1∶200，氧化降解时间和温度可根据具体反应条件适当调整，时间范围20min-120min，温度范围283-303K。氧化降解过程要振荡或搅拌。 

(3)依次重复操作上述步骤(1)、步骤(2)。 

上述环糊精聚合物材料为Mn负载环糊精聚合物材料(CDPMn)，可以是β-CDPMn，γ-CDPMn、MCDPMn、HPCDPMn中的一种或任意组合。 

上述水中微污染物可以是苯线磷农药、双酚A、三氯酚等酚类、土霉素、四环素抗生素类污染物中的任意一种或混合。