[发明专利]用于去除液体中的有机物的方法和体系

说明书

本发明涉及用于去除液体中尤其是可饮用水中的有机物的有效水处理方法。该方法结合具有用于氧化有机物质的光催化性能或具有以颗粒的形式的光催化剂的陶瓷多孔膜与将在膜表面释放强氧化剂的微胶囊和纳米胶囊。

现今，氯广泛应用在可饮用水的处理中。根据毒理学研究和报道，一些消毒副产物(例如，三卤甲烷(THM)、卤代乙酸(HAA)、亚氯酸盐、氯酸盐、溴酸盐)是可能的人体致癌物。在未受污染的饮用水中的大部分需氯量由天然有机物质(NOM)发出。

去除有机物的处理方法的最优选择取决于存在的有机物的特性和对处理过的水所要求的最终品质。通常，明矾是用于在常规pH条件(6-7)下去除NOM、颜色和混浊的表现最好的无机凝结剂。然而，存在不能通过凝结过程去除并且将需要另外的处理的部分有机物质。处理后残留的NOM影响在配水系统中的消毒剂需求、消毒副产物的形成和生物膜形成。可生物降解的有机物的去除将减少在配水系统中的消毒剂分解和生物膜生长。

去除有机物的处理方法的选择将取决于有机物的特性和所要求的去除的程度。如果对去除NOM以提高水质的要求超过通过单独凝结可达到的水质的要求，则将需要另外的处理。对于用于可饮用目的的水的处理而言，全世界已经开发了许多先进的处理技术。这些一般分成三类：氧化工艺、吸附剂和膜过滤。

氧化工艺：

NOM的UV处理导致其分子量的逐渐减小，有机碳的需求的逐渐减小和最终矿化。来自VUV/BAC工艺的产品水显示在THM、HAA、亚硝酸盐、过氧化氢、溴酸盐、细胞毒性和诱变性方面的低潜在健康风险。

涉及加入铁的聚合物吸附树脂的工艺被特定地设计成从饮用水中去除DOC(Morran等人，1996)。与粉状的活性炭(PAC)和凝结剂处理相结合的该工艺被发现提高被去除的DOC的量(在82％-96％之间)，减少需氯量，并显著减少THM。然而，增加了生物再生长，这使采用降低NOM浓度的处理和改变NOM特性之间的关键区别显著。

吸附剂：

当活性炭用于难处理的微量污染物(microcontaminant)(例如，有臭味和异味的化合物、藻毒素或农药)的去除时，NOM显著影响其有效性。吸附点的激烈竞争导致对粉状活性炭(PAC)的更高剂量需求和粒状活性炭(GAC)过滤器的较短的寿命。NOM特性也在竞争效应中起作用，其中分子量范围与目标化合物相近的NOM导致最大的竞争，并且因此导致对吸附的最大的影响。

膜过滤：

微滤膜/超滤膜几乎不去除NOM，因为分子的尺寸通常比膜的孔径小(见表1)。然而，NOM使低压膜结垢并且需要化学脱垢以恢复通量。NOM的组成对结垢速率具有极大的影响：具有高分子量的亲水的中性化合物看起来对结垢速率具有大的影响。

  膜体系 跨膜压力(kPa)  混浊去除(％) NOM去除(％)  水损失(％)