[发明专利]一种自来水中微囊藻素的处理方法

说明书

本发明公开了一种自来水中微囊藻素的处理方法，以负载型TiO₂/FeOOH为催化剂，催化臭氧氧化反应去除自来水中的微囊藻素。本发明提供了一种自来水中微囊藻素的处理方法，以负载型TiO₂/FeOOH为催化剂，用于催化自来水臭氧氧化反应，可高效去除自来水中的微囊藻素，消除自来水中微囊藻素对人体健康的危害，保障自来水安全。

技术领域

本发明涉及水污染控制与给水处理领域，具体涉及一种自来水中微囊藻素的处理方法。

背景技术

微囊藻素是蓝藻水华爆发后藻类细胞释放的重要污染物，是一类分布最广泛的肝毒素，可引起水生动物、鸟类、畜类甚至人类死亡。近年来，饮用水中不断检出微囊藻素，浓度接近甚至超过安全限值(1μg/L，GB5749-2006生活饮用水卫生标准)，对饮用水供给、公共卫生安全带来严重威胁。

微囊藻素的去除有胞内微囊藻素和胞外微囊藻素去除之分。胞内微囊藻素通常是指存在于细胞内而未释放到水体中的微囊藻素，可采用传统的处理工艺，如气浮、絮凝、沉淀、砂滤、膜滤等去除。胞外微囊藻素即溶解态微囊藻素，其去除难度较大，是自来水处理过程中需重点关注的一类。目前的去除方法主要有物理法(如吸附法、膜滤法等)、生物降解法、化学氧化法、高级氧化法等。

吸附法和膜滤法是比较成熟的处理技术，可有效去除微囊藻素，但成本较高、再生不易，且本质上并没有消除污染物。由于微囊藻素结构稳定，生物降解速率小，且只有一些特殊的微生物菌种对微囊藻素具有降解能力，导致生物法对微囊藻素的降解、去除效率低。化学氧化法，如采用双氧水、氯气、二氧化氯、次氯酸钠、高铁酸盐等强氧化剂来消除微囊藻素污染，去除效率不佳。光催化氧化法对微囊藻素的去除效果好，但光催化量子效率低、大型光催化反应器设计存在问题，限制了其规模化应用。

催化臭氧氧化法通过催化剂诱发臭氧产生羟基自由基，降解水体中微囊藻素。该方法增强了臭氧氧化能力，缩短了反应时间，降低了臭氧的消耗量。催化臭氧氧化技术分为均相与非均相两类。前者以过渡金属离子作为催化剂，催化剂会随水流失；后者以负载在载体上的金属及其氧化物为催化剂，催化剂不易流失，当活性降低后可以活化，具有更大的应用前景，是水处理领域的研究热点。

如公开号为CN102626629A的中国专利文献中公开了一种负载型金属氧化物臭氧催化氧化催化剂的制备方法，制备得到的催化剂以陶瓷滤球为载体，以氧化镍为活性组分。

又如公开号为CN102941084A的中国专利文献公开了一种负载型双组分金属氧化物臭氧催化氧化催化剂的制备方法，制备得到的催化剂以γ-Al₂O₃为载体，以氧化锰和氧化铈为活性组分的负载型双组分臭氧催化氧化催化剂。

但目前，有关自来水中微囊藻素的臭氧氧化降解的专用催化剂还未有人研究。

发明内容

本发明提供了一种自来水中微囊藻素的处理方法，以负载型TiO₂/FeOOH为催化剂，用于催化自来水臭氧氧化反应，可高效去除自来水中的微囊藻素。

技术方案如下：

一种自来水中微囊藻素的处理方法，以负载型TiO₂/FeOOH为催化剂，催化臭氧氧化反应去除自来水中的微囊藻素。

微囊藻素的臭氧氧化过程如下：

(1)微囊藻素肽环支链Adda氨基酸在O₃、OH·的氧化作用下裂解：Adda氨基酸共轭键羟基化，然后分解为小分子醛、酮、羧酸等；

(2)微囊藻素Mdha-Ala氨基酸肽键断裂，环状结构开环；

(3)在O₃、OH·的氧化作用下，芳香环单羟基和双羟基化，随后共轭双键羟基化，最终分解为酮、羧酸衍生物等。