[发明专利]一种去除水中卤族含氧酸盐的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机层状材料制备领域以及污水净化领域，涉及一种去除水中卤族含氧酸盐的方法。

背景技术

随着给水处理技术的发展和人们对饮用水水质的重视，紫外线、臭氧和二氧化氯等消毒技术在饮用水消毒中的应用日益广泛。然而，消毒剂和生活饮用水中天然有机物、无机物反应可生成消毒副产物，例如亚氯酸盐、溴酸盐和氯酸盐。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。而亚氯酸盐、氯酸盐则会引起溶血性贫血，并降低精子的数量和活力。鉴于消毒副产物对人类健康的危害，美国环境保护署已经将其列为监测范围内，并给出健康限值。

卤族含氧酸盐通常具有非挥发性、高溶解性及动力学稳定性，混凝、沉淀、过滤和消毒等自来水厂的常规处理技术难以将其有效去除，特别是低浓度卤族含氧酸根化合物的去除更加困难。目前主要技术有离子交换法、吸附法、膜分离技术和生物法。离子交换法存在成本高、处理后浓缩的废液处理问题，难以大规模应用；活性炭对于卤族含氧酸根的吸附容量很小，运行过程中就会被穿透；膜分离技术设备费用高，膜的质量将直接影响去除效果，同时需要对膜进行及时清洗和更换，因此在实际生产的推广上受到制约；生物法菌株条件要求高，且处理周期长，出水安全性有待进一步评估。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷提供一种去除水中卤族含氧酸盐的方法。

为了克服现有技术中卤族含氧酸盐处理效率低、经济成本高且处理工艺仅针对单一物质等不足，本发明提供了焙烧态稀土掺杂镁铝类水滑石在去除水中卤族含氧酸盐方面的应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种去除水中卤族含氧酸盐的方法，包含以下步骤：

(1)将吸附剂投加到含卤族含氧酸盐的污染水中进行吸附反应；

(2)吸附完成后，将水中的吸附剂截留分离处理。

所述的吸附剂为焙烧态稀土掺杂镁铝类水滑石Mg₃Al_1-xRe_xO₉，其中x＝0.2～0.8。

所述的步骤(1)中吸附剂与污染水的质量比为1∶200～1∶3000，

所述的步骤(1)中卤族含氧酸盐选自易溶于水的高氯酸盐、氯酸盐、亚氯酸盐、次氯酸盐、溴酸盐或碘酸盐等中的一种或一种以上。

所述的步骤(1)中污染水中卤族含氧酸盐的初始浓度和的范围为100～10000μg/L。

所述的步骤(2)中污染水体pH值范围为4～10。

所述的步骤(1)中吸附时间为30～360min。

所述的步骤(1)中吸附温度为5～80℃。

所述的步骤(1)在摇床中进行或加入搅拌装置，其中摇床的转速或搅拌转速为140～220rpm。

所述的步骤(2)中通过膜过滤工艺将吸附剂脱除，膜为0.22～0.45μm滤膜。

所述的步骤(2)吸附剂的再生为将完成吸附的吸附剂在450～600℃下焙烧4～6h。

本发明处理的污染水是含卤族含氧酸盐的微污染水源，吸附效果随卤族含氧酸盐的初始浓度增加而降低，吸附12h后，基本达到平衡。实验表明，经过6次回收利用后去除率仍可达80％。

本发明采用焙烧态稀土掺杂镁铝类水滑石的“阴离子记忆效应”(暨焙烧后，层板间阴离子发生分解，层状结构坍塌形成金属氧化物固溶体，能够迅速吸附水中的卤族含氧酸根恢复水滑石的层状双电层机构)及金属离子的螯合作用共同吸附水中卤族含氧酸盐，掺杂适量稀土元素的三元类水滑石具有结晶性高、形貌规整，在强酸条件下，Mg²⁺溶出率低，结构稳定等优点，加之层板含有的稀土金属氢氧化物对卤族含氧酸根的吸附作用，去除效果显著。目前利用焙烧态稀土掺杂镁铝类水滑石去除水中卤族含氧酸盐的方法尚未见报导。

本发明的稀土掺杂镁铝类水滑石，其分子式为：[Mg₃Al_1-xRe_x(OH)₁₆]CO₃·yH₂O，其中，y＝1～6，x＝0.2～0.8。

所述的Re选自La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm或Eu。

一种上述稀土掺杂镁铝类水滑石的制备方法，包含以下步骤：