[发明专利]一种去除饮用水中溴离子的杂化小球及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除饮用水中溴离子的杂化小球，具体涉及一种去除饮用水中溴离子的杂化小球及其制备方法和应用。

背景技术

就饮水而言，人们不仅要喝上自来水，而且要喝上洁净、健康的水已经成为生活质量的重要指标。

溴离子和氯离子一样，是自然水中最常见的一价阴离子，本身对人体是无害的，但溴酸盐对人体是有害的，并且致病的风险和浓度相关，浓度越高，风险越大。毒理学研究表明，水中极低浓度的溴酸盐对人体即有潜在致癌作用。试验鼠在长期服用含有溴酸盐的饮用水后，会大大增加它们患肾癌、甲状腺和腹膜间皮瘤的发病率。因此，国际癌症研究协会认为，溴酸盐可能会增加人类患癌症的几率，将溴酸盐归为2B类致癌物质。

据此，美国、欧盟、日本、世界卫生组织关于饮用水标准中的溴酸盐含量的标准都是 0.01mg/L。然而，从我国饮用水标准看，1985年发布的《生活饮用水卫生标准》(GB5749－ 85)，瓶(桶)装饮用水(GB19298-2003)、瓶(桶)装饮用纯净水(GB17323-1998)、定型包装饮用水企业生产卫生规范(GB19304-2003)等国家标准中都未将溴酸盐列入毒理监测指标，特别是天然水这种还没有任何国家标准的水种，更是没有相应的标准对其监管。

显然，随着经济的飞速发展，水源的短缺和环境的污染使得水体中的成分也来越复杂，饮用水原有的标准已不能满足保障居民健康的需要。为此，卫生部和国家标准化管理委员会对原有标准进行了修订，联合发布新的强制性国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749－2006)、饮用天然矿泉水(GB8537-2008)、《包装饮用水标准》(GB19298-2014)，与国际标准接轨，明确规定了溴酸盐的含量不超过0.01mg/L，为确保饮水安全提供了法律保障。

但是，由于溴酸盐的危害在国内刚刚引起重视，所以溴酸盐的产生机理以及消除溴酸盐的技术研究也刚刚起步，尤其是应用到实际生产中的技术更是存在若干问题有待解决。

现有的消除溴酸盐的技术，包括活性炭还原法、二价铁吸附还原法和纳米铁在内的纯铁粉直接还原法，都是溴离子被氧化成溴酸盐后再将其还原为溴离子。不仅消耗了消毒剂氧化物有效成分，使效能降低，而且这些材料不能回收或者再生处理成本高。纯铁可以将溴酸盐还原为溴离子，但铁粉消耗量大，在设备中产生污泥使得水通过量小，水中铁离子增多使得铁锈污染增加。其他去除溴酸盐的方法也存在不易克服的缺陷，例如，加氨法生成溴化胺等不安全物质，生化法有微生物二次污染的风险，离子树脂交换法存在竞争离子影响、浓缩水污染和成本较高等问题，都有待科技工作者深入研究。

发明内容

针对上述现有去除饮用水中有致癌风险的溴酸盐技术中存在的诸多缺陷，本发明的目的是提供一种去除饮用水中溴离子的杂化小球及其制备方法，本发明的另一目的是提供该去除饮用水中溴离子的杂化小球的应用。

一种去除饮用水中溴离子的杂化小球，所述杂化小球含有球形海藻酸钙/AgCl杂化材料。

一种去除饮用水中溴离子的杂化小球的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备藻银凝胶：配制含有质量比为硝酸银：海藻酸钠＝1：5-20的质量浓度为1-10％的硝酸银-海藻酸钠溶胶；将所述硝酸银-海藻酸钠溶胶避光陈化10-24h；

(2)成型：将陈化后的硝酸银-海藻酸钠溶胶通过模具成型制成小球，15-60℃温度下，在1-30％质量浓度的氯化钙溶液中反应0.5-10h；

(3)净化除杂：将步骤(2)所得杂化小球用清水洗涤至无钙离子和氯离子，然后将其进行离心、脱水，即得能够去除饮用水中溴离子的海藻酸钙/AgCl杂化小球。

优选地，上述步骤(2)中所述杂化小球的直径为2-5mm。

优选地，上述步骤(2)中所述氯化钙溶液的质量浓度为12％。

一种去除饮用水中溴离子的杂化小球的应用方法如下：

Br-Cl离子交换柱与离子交换：将含有球形海藻酸钙/AgCl杂化材料的杂化小球或上述步骤(3)所得海藻酸钙/AgCl杂化小球装入柱形容器内，装备成杂化小球柱设备，并将杂化小球柱设备以并联的形式形成多级Br-Cl离子交换柱，将饮用水通过并联的杂化小球柱设备，控制水流速度，直至尾端水溴离子浓度≤0.05mg/L时再进入饮用水的下一步消毒工序。