[发明专利]对水中嗅味物质去除的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除水中嗅味物质的方法，属于水处理技术领域。

背景技术

水体中的有机污染物和富营养化使水源水不同程度出现嗅味。嗅味能被饮水者最直观地判断，是人类评价饮用水质量最早和最直接的参数。美国早在19世纪就发现了水体异味问题，2005年对北美五大湖的59个饮用水处理厂的调查中发现多达20%的水厂都存在严重的嗅味问题。国内某些自来水厂生产的饮用水中也发现了不同程度的嗅味问题，导致消费者对自来水水质的投诉不断增多。饮用水中的嗅味一直是困扰水处理厂的棘手问题，2007年我国发生的无锡“水危机”使人们更多关注饮用水嗅味问题。我国最新颁布的饮用水水质标准（GB5749-2006）中规定生活饮用水不得有异嗅和异味，而且自2007年7月1日，在常规检验中，嗅味列入了出厂水、管网水的必测项目，同时规定2-甲基异茨醇和土臭素这两种典型嗅味物质的限值为10ng/L。这一标准的执行，使得大多数水厂现有的水处理工艺面临着严峻的考验，对嗅味物质的有效去除成为迫切需要解决的问题。

传统的给水处理工艺例如絮凝、沉淀、过滤和消毒去除嗅味物质的效率较低，去除率一般低于20%。现在通常采用吸附技术、氧化技术、生物技术和膜技术等技术去除嗅味物质，这些技术能在不同程度上有效地去除嗅味物质，但它们都存在各自的优缺点。如，利用活性炭吸附技术处理水中嗅味物质是目前水厂中普遍采用的工艺，但存在着吸附容量有限，吸附再生成本高等问题。氧化技术是利用化学氧化破坏嗅味物质的结构从而达到去除目的方法，主要采用KMnO₄、NaClO、H₂O₂等氧化剂，虽然可以有效处理较低浓度的致嗅物质，但对于高浓度的致嗅物质的去除效果并不佳。另外，TiO₂等纳米光催化氧化技术也被尝试用来去除水中嗅味物质，这种技术是TiO₂等纳米催化剂在特定光源的照射下，逐步将污染物氧化最终生成CO₂和H₂O等无机小分子，能够大大降低甚至消除污染物对环境的危害，因其高效、环境友好而备受关注。然而，TiO₂等光催化技术在实际应用中存在TiO₂等纳米催化剂分离回收困难和光能利用率低等问题。近年来，运用生物处理技术去除水中特定污染物越来越受到人们的广泛关注，但由于降解速率慢，不适用于水厂净化工艺。膜分离技术具有节能，工艺简单，不需加药剂，运行可靠，设备紧凑和容易自动控制等优点。RO和NF由于渗透速率较低和操作费用高等缺点在水厂中应尽可能地避免采用，同时RO和NF都对水中人体健康有益的离子以及微量元素等有较好的去除，出水不适合长期饮用。超滤技术对分子量为1000～300000的胶体和大分子物质具有良好的截留能力，过程操作压力较低，膜通量较大，膜制备及应用技术较成熟，投资成本和运行费用较低等优点，在水处理领域中占有重要的地位，但由于水中嗅味物质的分子量较小，单纯使用超滤膜无法有效去除水中的嗅味物质。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利CN101898125A（公开日：2010.12.01）描述了一种用于去除水中嗅味物质和重金属离子的竹炭及其制备方法，其涉及的是吸附技术对嗅味物质的去除。靳朝喜、李怀超、邱颖和刘睿在《北方环境》2010年6月第22卷第3期50～53页发表了题为《饮用水处理中嗅和昧的去除研究进展》。康伟、胡海修和杜建在《山西建筑》2008年1月第34卷第3期191～192页发表了题为《饮用水除嗅味技术的研究进展》。这两篇文章详细论述了近些年来一些处理水中嗅味物质的新方法，并对各种方法进行了综合评述。但在这些新方法中并未见采用无机-有机杂化光催化分离膜对嗅味物质去除的报道。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种利用无机-有机杂化光催化分离膜去除水中嗅味物质的方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种去除水中嗅味物质的方法。本发明的去除水中嗅味物质的方法能同时发挥无机-有机杂化光催化分离膜上无机纳米光催化剂对嗅味物质的降解作用和膜材料对污染物的去除特性，并将光催化和膜分离两个相互独立的单元有机融合为一个单元操作。它可以同时具有光催化和膜分离的优势，避免了光催化剂的分离回收问题；并且，嗅味物质能够被降解甚至被彻底矿化从而大大减少了浓缩液中嗅味物质浓度甚至彻底消除嗅味物质；同时，亲水性TiO₂无机纳米催化剂的掺入提高了分离膜的亲水性，从而能有效地控制膜污染。