[发明专利]一种去除水中内分泌干扰物的方法及系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及饮用水或再生水深度处理技术，特别是涉及一种去除水中内分泌干扰物的方法及系统。

【背景技术】

水环境中近年来的调查研究表明，城市水体中除了常规污染之外，还存在新兴痕量有机污染物，其中包括几十种内分泌干扰物(EDCs，Endocrine disrupting chemicals)和数千种药品及个人护理用品(Pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)等，这些痕量有机污染物通过生活污水、工业废水进入水体，在水环境中迁移转化，最终进入饮用水水源，为人类带来健康风险。

常见的EDCs包括广泛使用的工业原料双酚A、表面活性剂壬基酚、天然雌激素和人工合成雌激素等，这些EDCs都具有雌激素或类雌激素效应。其中类固醇类雌激素既属于内分泌干扰物，也是常用药品的一类。在新兴污染物研究领域，类固醇类雌激素由于其在低至ng/L的浓度水平就能够对水生生物产生雌激素效应，长期毒性风险比其他EDCs污染物要高2～3个数量级，因此受到更为广泛的关注。主要的类固醇雌激素包括雌激素酮(Estrone,E1)、17β-雌二醇(17β-Estradiol,E2)、雌三醇(Estriol,E3)和17α-雌二醇(17α-Estradiol,17α-E2)等天然雌激素，以及雌炔醇(17α-Ethinylestradiol,EE2)等人工合成雌激素。这一类物质具有相似的化学结构和生理化学特性，过量摄入会引起生殖系统病变。

目前传统的饮用水处理工艺如混凝→沉淀→砂滤→消毒，主要去除水中的颗粒物质，对溶解性的EDCs基本没有去除效果。而深度处理工艺如臭氧、活性炭、超滤等对EDCs的去除效果也不是很好，去除率低于60％。传统的污水处理工艺如氧化沟、AAO等对EDCs的去除效果也非常有限，MBR工艺对EDCs的去除也低于60％。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种去除水中内分泌干扰物的方法及系统，可有效去除水中的EDCs和有机物。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种去除水中内分泌干扰物的方法，包括以下步骤：a，将原水输送进入膜反应池中，将含臭氧的气体通入膜反应池中，经膜反应池中的曝气器进行臭氧曝气，使得臭氧溶解进入水中；控制使含溶解态臭氧的水流上升与膜反应池中的陶瓷膜组件接触并进入陶瓷膜的孔中进行过滤，所述陶瓷膜的孔径为10～100nm，过滤时的跨膜压差为-30kPa～0，水流过滤通量维持在40～100L/m²·h，使得臭氧在所述陶瓷膜的孔中对原水中的有机物和EDCs进行臭氧化降解，原水中的浊度颗粒被陶瓷膜孔截留在膜反应池中沉淀；b，将经过所述陶瓷膜组件过滤的水流通入活性炭滤池中，使得水中残留的EDCs及有机物被活性炭吸附，且附着生长在活性炭表面的微生物将被吸附的EDCs和有机物降解，得到无EDCs风险的净化水。

优选的技术方案中，

步骤a中，所述含臭氧的气体中臭氧浓度为2％～15％，臭氧投加量为0.5～6mg/L。进入所述曝气器的所述含臭氧气体可由空气或者纯氧制备，控制臭氧浓度为2％～15％，控制所述含臭氧气体的流量和臭氧浓度使臭氧投加量为0.5～6mg/L，本发明中由于纳米级陶瓷膜孔作为氧化降解的反应器，氧化降解效率高，加之后续配合活性炭滤池，处理效率较高，因此可实现膜反应池中投加该较少量的臭氧，即可达到PPCPs的有效去除，且整体处理成本较低。

步骤a中，所述陶瓷膜的制备过程包括以下步骤：S1，将陶瓷颗粒加工成为粒径尺寸为130～650nm的陶瓷颗粒，将二氧化锰加工成为粒径尺寸为260～360nm的颗粒；S2，将陶瓷颗粒与二氧化锰颗粒按照质量比为100：2～5进行混合，在1150～1250℃下进行烧结，使混合颗粒粘结，制得陶瓷膜，所述陶瓷膜的微观结构包括平均直径为20～100nm的孔隙通道，且二氧化锰颗粒分布在所述孔隙通道内。通过该过程制备陶瓷膜，催化剂二氧化锰分布在直径为20-100nm纳米孔隙通道内，该独特的分布以及纳米尺寸，使得其内发生的催化臭氧化反应较常规尺寸的反应器内发生的反应具有更高的反应效率及臭氧利用率。直径20～100nm的孔隙通道作为臭氧氧化分解反应的反应器，能够大幅度缩短活性臭氧形态的传质过程，迅速与水流中的目标污染物分子进行反应，从而提高臭氧的利用率，加快了氧化反应速率。

所述陶瓷膜由粒径为65～650nm的金属氧化物颗粒高温烧结而成，使得其孔径为10～100nm。