[发明专利]纳米TiO2控制臭氧氧化水处理过程中溴酸盐生成量的方法

权利要求书

1.一种通过纳米催化剂抑制含溴离子饮用水在臭氧氧化过程中溴酸盐生成量的方法，该方法具体如下：用溶胶-凝胶法、焙烧法制得的纳米二氧化钛催化剂装填催化臭氧氧化床，地表水厂常规处理后的沉后水直接进入纳米二氧化钛催化床进行催化臭氧氧化，催化剂固定安置在催化床内，沉后水直接在催化床内同时完成与臭氧的接触和催化臭氧氧化，出水进入砂滤/活性炭滤池进一步过滤20-30min后加氯(氯胺)消毒后送入用户。

2.根据权利要求1，该抑制溴酸盐生成量方法的特征在于：采用纳米级催化剂在臭氧氧化过程中抑制溴酸盐的生成量，且在低溴离子浓度(0.1-0.25mg/L)下可降低90％以上的溴酸盐生成量，在高溴离子浓度(0.5-1.0mg/L)范围内，溴酸盐的生成量也可以减少70％以上。而本方法采用溶胶-凝胶法制备的纳米二氧化钛催化剂是实现这一思想的核心催化剂。

3.根据权利要求1所述的一种控制臭氧氧化含溴离子饮用水处理过程中溴酸盐生成量的方法，其特征在于催化臭氧氧化的臭氧投量为0.4-3.5mgO₃/(mg DOC)，沉后水直接在催化床内同时完成与臭氧的接触和催化臭氧氧化反应，控制催化氧化的反应时间为10-20min。

4.根据权利要求1所述的一种削减臭氧氧化含溴离子饮用水处理过程中溴酸盐生成量的方法，其特征在于沉后水进入一级催化床进行臭氧接触和催化氧化反应后，从一级催化床出来仍含有臭氧的水再进入二级催化床内进行二级催化氧化反应，该反应系统的一级催化床的接触氧化时间控制为5-15min，臭氧投量为0.4-3.5mgO₃/(mg TOC)，控制第二级催化氧化的停留时间为5-10min。

5.根据权利要求1、3或4所述的一种抑制臭氧氧化含溴离子饮用水处理过程中溴酸盐生成量的方法，其特征在于催化床中所装填的纳米催化剂为负载型纳米二氧化钛催化剂。

6.根据权利要求5，其特征在于负载型纳米二氧化钛催化剂的制备方法如下：先用pH＝1-3的稀硝酸溶液浸渍载体，8-24h后用超纯水清洗载体，直到出水pH连续几次不变为止，之后烘干，放入用溶胶-凝胶法制备二氧化钛的烧杯底部，之后按顺序加入体积比(3-5)∶1∶(0.08-0.12)∶(0.6-0.9)的乙醇、钛酸丁酯、盐酸、水进行溶胶-凝胶法制备二氧化钛，制好的胶状物分别在300～500℃下焙烧2-5h，烧结成负载型纳米二氧化钛催化剂。

7.根据权利要求5，其特征在于负载型纳米二氧化钛催化剂所用的载体为活性氧化铝、沸石、高硅沸石或陶粒。

8.根据权利要求5，其特征在于载体的粒径为1-4mm。

9.根据权利要求3、4，其特征在于催化床中催化剂的装填量按其设计的空床停留时间来确定：只采用一级催化床的催化剂装填量按空床停留时间10-20min装填；采用连续两级催化床的，一级催化床的催化剂装填量按空床停留时间5-15min装填，二级催化床的催化剂装填量按空床停留时间5-10min装填。

10.根据权利要求1所述的一种控制臭氧氧化含溴离子饮用水处理过程中溴酸盐生成量的方法，其特征在于该催化剂在显著减少臭氧氧化过程中溴酸盐生成量的同时，还能提高单独臭氧氧化对三卤甲烷消毒副产物生成势及DOC的降低效能。