[发明专利]一种去除饮用水中氯代乙酸的方法及其所用的吸附柱无效

专利信息
申请号: 201110348962.2 申请日: 2011-11-08
公开(公告)号: CN102502914A 公开(公告)日: 2012-06-20
发明(设计)人: 施文健;陈轩;韩悦;周艳;杨琴淋;冯文煊;文欢欢;刘剑青 申请(专利权)人: 上海理工大学
主分类号: C02F1/28 分类号: C02F1/28;B01J20/24;B01J20/28;C02F101/36
代理公司: 上海申汇专利代理有限公司 31001 代理人: 吴宝根
地址: 200093 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 去除 饮用 水中 乙酸 方法 及其 所用 吸附
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种去除饮用水中氯代乙酸的方法,特别涉及一种利用填充季铵型阳离子纤维素作为吸附材料的吸附柱,来去除饮用水氯消毒后产生的微量氯代乙酸的方法。

背景技术

液氯是目前普遍采用饮用水消毒剂,在消毒过程中与水中未被完全去除的天然有机物反应生成氯代乙酸等消毒副产物,造成二次污染,极大地威胁着人体的健康。

目前国内外报道的饮用水中去除氯代乙酸的方法主要包括三个方面:一是采用各种物理化学方法强化对水中天然有机物的去除;二是采用超声波消毒、紫外消毒、臭氧消毒等新型消毒方法替代氯消毒;三是采用活性炭吸附、膜分离、催化降解等方法去除已生成的氯代乙酸。针对已经产生的氯代乙酸,各种方法均存在弊端,如活性炭吸附费用较高,膜分离能效利用率低膜容易发生堵塞,催化降解耗能太大等。

季铵型阳离子纤维素是通过碱催化烷氧基化反应将季铵型阳离子基团接枝到纤维素分子上制备而成。在季铵型阳离子纤维素用于吸附去除水中持久性有机污染物,如含磺酸基、羧基、羟基的水溶性芳香族有机物等(光谱学与光谱分析,2009,29(9):2370-2374)、水中阴离子表面活性剂(专利申请号:200910055442.5)和室内空气中有害微生物(专利号:200810202528.1)等方面已有研究报道。

但采用季铵型阳离子纤维素去除饮用水中消毒副产物氯代乙酸,目前尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种能有效去除饮用水中微量氯代乙酸的方法及该方法所用的吸附柱。该方法具有成本低廉、可循环使用、无毒无害的新方法。

本发明的技术原理

在水溶液中,季铵型纤维素和氯代乙酸部分分子发生电离,季铵型阳离子与氯代乙酸阴离子通过库伦力结合形成化学键,然后通过化学吸附将水中氯代乙酸截留固定于吸附柱上,将其从水中去除。

本发明的技术方案

一种去除饮用水中微量氯代乙酸的方法,包括如下步骤:

(1)、吸附柱的制备

取一根长30-50公分的不锈钢短管,把季铵型阳离子纤维素吸附材料填充在其中,控制填充密度为0.06~0.08g/cm3,即得吸附柱;

所述的季铵型阳离子纤维素吸附材料通过如下方法制备:

将脱脂棉浸入17.5%的氢氧化钠水溶液中,搅拌1h,静止浸泡24h后用水洗涤至中性,控制压力为10-50Pa,时间为3-5min进行抽滤后,45℃烘干,制得碱纤维;

将上述所得的碱纤维放入容器中,加入异丙醇,搅拌5min后,再加入浓度为4%的氢氧化钠水溶液和浓度为50%的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵水溶液,在45℃下反应4h,将所得反应产物用蒸馏水水洗2次,再用300mL的95%乙醇洗涤、搅拌30min后再用蒸馏水洗3次,抽滤后45℃烘6h,即得季铵型阳离子纤维素吸附材料;

季铵型阳离子纤维素吸附材料制备过程中,碱纤维、异丙醇、浓度为4%的氢氧化钠水溶液和浓度为50%的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵水溶液的配比按质量体积比计算,即碱纤维:异丙醇:浓度为4%的氢氧化钠水溶液:浓度为50%的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵水溶液为1.6g:60mL:12mL:6.0mL;

(2)、去除水中氯代乙酸

将步骤(1)所制备的吸附柱安装于经氯气消毒的饮用水的出水管道或贮水容器的出水口,出水流经吸附柱时,吸附柱中季铵型阳离子纤维素将水中的氯代乙酸截留固定于吸附柱上,从而将其从水中去除;

上述的一种去除饮用水中微量氯代乙酸的方法中所用的吸附柱,即由不锈钢短管及季铵型阳离子纤维素吸附材料组成,季铵型阳离子纤维素吸附材料充填在不锈钢短管内部,填充密度为0.06~0.08g/cm3;所述的不锈钢短管长30-50公分,所述的不锈钢短管的两端为法兰或卫生型卡盘连接。

上述的吸附柱用于饮用水管道或贮水容器上,以去除饮用水中微量氯代乙酸。所述的吸附柱采用可方便拆卸的方式与饮用水的出水管道或贮水容器连接,即通过吸附柱的不锈钢短管与饮用水的出水管道或贮水容器采用法兰连接或卫生型卡盘连接。

上述的吸附柱使用180~360天后,吸附效果变差,此时要对吸附柱进行洗脱和再生,其洗脱和再生的方法如下:

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