[发明专利]一种磁性纳米颗粒激活过硫酸盐降解水中嗅味物质的方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，涉及一种降解水中嗅味物质的方法，具体涉及一种磁性纳米颗粒激活过硫酸盐降解水中嗅味物质的方法。

背景技术

近年来，随着我国经济的发展，生活污水、工业废水及农业废水大量排入水体，氮、磷和有机物引起湖泊、水库等水体严重富营养化，导致的水体嗅味问题成为人们关注的热点。藻类和细菌过量繁殖分泌产生的次生代谢产物(土嗅素和2-甲基异莰醇等)是水体嗅味的重要原因。研究发现水体常见嗅味的物质主要有土臭素(Geosmin)、2-甲基异茨醇(2-MIB)、2-甲氧基-3-异丙基吡嗪(IPMP)、2-甲氧基-3-异丁基吡嗪(IBMP)、2,3,6三氯苯甲醚(TCA)等，其中Geosmin和2-MIB为最常见。这些嗅味物质不但破坏水生生态环境，而且其产生的恶臭会引起公众对饮用水质的恐慌和质疑，对人体健康构成威胁。因此，研究水体嗅味的去除技术具有重要的环境意义和社会价值。

目前国内外对于降解嗅味物质的研究主要有常规水处理工艺、吸附法、化学氧化法、生物降解法。常规水处理工艺对于嗅味物质的去除能力有限，效率较低；吸附法的投加量难以控制且受水中存在的天然有机物影响；化学氧化法使用的氧化剂会产生副产物以及残余的氧化剂也会产生异味；生物降解法在藻类高发期仅用生物处理难以去除水中嗅味，而且工艺复杂。

在高级氧化技术中，硫酸根自由基(SO₄^-·)高级氧化技术具有操作简单、无二次污染、高效等优点，是一种类Fenton技术。目前，过硫酸盐可以被紫外光、热、过渡金属等激活。过渡金属离子激活由于能耗少、费用低，应用更加广泛，但是接投加Fe²⁺，过量的Fe²⁺会消耗SO₄^-·，且Fe²⁺和硫酸根自由基反应极快，Fe²⁺会快速转化Fe³⁺形成沉淀，该方法不能很好的催化氧化去除嗅味物质。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种磁性纳米颗粒激活过硫酸盐降解水中嗅味物质的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种磁性纳米颗粒激活过硫酸盐降解水中嗅味物质的方法，向含有嗅味物质的水中加入过硫酸盐作为氧化剂，再加入Fe₃O₄纳米颗粒作为催化剂，将体系振荡进行反应，通过磁性Fe₃O₄纳米颗粒激活过硫酸盐降解水中的嗅味物质。

作为优选的技术方案，所述的过硫酸盐选自过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵中的一种。

作为优选的技术方案，加入的过硫酸盐使体系中过硫酸盐的初始浓度为0.1mmol/L～10mmol/L。

作为优选的技术方案，加入的过硫酸盐使体系中过硫酸盐的初始浓度为1mmol/L。

作为优选的技术方案，加入的Fe₃O₄纳米颗粒使体系中Fe₃O₄纳米颗粒的浓度为50～400mg/L。

降解效率随Fe₃O₄纳米颗粒浓度的升高而有明显提升。当Fe₃O₄纳米颗粒的浓度大于400mg/L时，水解产生的Fe²⁺消耗了较多硫酸根自由基使降解效率变低，因此本发明所采用Fe₃O₄纳米颗粒浓度为50～400mg/L。

作为优选的技术方案，加入的Fe₃O₄纳米颗粒使体系中Fe₃O₄纳米颗粒的浓度为100mg/L。

所述的Fe₃O₄纳米颗粒为市面上所售的纳米Fe₃O₄分散液，使用前先加水配制成溶液，并超声处理。

作为优选的技术方案，所述的嗅味物质包括土臭素(Geosmin)、2-甲基异茨醇(2-MIB)、2-甲氧基-3-异丙基吡嗪(IPMP)、2-甲氧基-3-异丁基吡嗪(IBMP)或/和2,3,6三氯苯甲醚(TCA)等，其中Geosmin和2-MIB为最常见的嗅味物质，体系中嗅味物质的初始浓度为10～1000ng/L。