【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于污染物處理，尤其涉及一種基于錳硫氧化體系的水處理方法。
技術介紹
1、嗅味有機污染物的去除是目前水處理技術中的一個重要問題。例如，目前的水質指標中包括2項感官性狀的擴展指標，即2-甲基異莰醇含量和土臭素含量，兩者均設定了10ng/l的限值。保證水體中2-甲基異莰醇和土臭素低于限值，對于確保飲用水安全至關重要。這兩種污染物主要由藻類、放線菌等微生物在水中代謝產生，具有一定的揮發性，濃度較低時就能被人類嗅覺察覺，導致水體產生令人不悅的土腥味，是飲用水中常見的異味來源，對水質和口感產生嚴重負面影響。同時，2-甲基異莰醇（2-mib，c11h20o，）和土臭素（gsm，c12h22o，）又是自然水體中極難去除的有機污染物，兩者均屬于飽和脂環三級醇，在中性、堿性條件下不易被氧化，在酸性條件下，則能脫水成烯烴，再發生碳碳鍵斷裂，生成小分子化合物。但自然水體中兩者含量極低，幾乎無法通過普通化學氧化方法有效去除。
2、高級氧化法在去除2-甲基異莰醇和土臭素方面表現出了良好的降解效果，但還是存在一些問題，如臭氧降解有機物成本高，利用率偏低并且臭氧與有機物反應有較強的選擇性；紫外/過氧化氫聯用技術中過氧化氫的易分解問題；紫外/氯聯用的預處理技術會增加消毒副產物；紫外/過硫酸鹽反應時間長，花費較大等。
3、近年來新發展的高錳酸鉀/亞硫酸氫鈉體系的具有高強度氧化能力。據研究，該體系可在毫秒級時間內降解有機物，氧化能力遠遠高于單獨使用高錳酸鉀，反應中間體mn(ⅲ)具有極高的氧化活性，可在毫秒級時間內降解目標有機物。并
4、以上現有研究中以不同方法構建了均相的mn(ⅶ)/s(ⅳ)氧化體系，在這些均相體系中，為了生成mn(ⅲ)中間體和亞硫酸根自由基（so3-?），總是要投加過量的s(ⅳ)藥劑、大量的mn(ⅲ)絡合劑及水體ph調節藥劑，大大提高了自來水廠的制水成本，目標有機污染物的去除率也很難達到理想效果。
技術實現思路
1、為了克服上述現有技術存在的至少一個問題，本專利技術的目的之一在于提供一種非均相錳硫氧化體系，利用該非均相體系，能夠有效提高水體中有機污染物的去除率，并大大降低水處理成本。
2、本專利技術的目的之二在于提供一種上述非均相錳硫氧化體系在水處理中的應用。
3、本專利技術的目的之三在于提供一種基于錳硫氧化體系的水處理方法。
4、為了實現上述目的，本專利技術所采取的技術方案是：
5、本專利技術提供了一種非均相錳硫氧化體系，所述非均相錳硫氧化體系包括溶解有水溶性mn(ⅶ)源的液相；還包括含有s(ⅳ)氣體的氣相。
6、本專利技術構建的是一種非均相的mn(ⅶ)/s(ⅳ)體系，其在氧化還原反應過程中生成的mn(ⅲ)中間體和亞硫酸根自由基（so3-?），是直接與目標污染物發生作用的中間體，但兩者都極不穩定，在水體中壽命很短，需要在s(ⅳ)過量的情況下迅速生成，然后迅速與目標污染物反應。一般的均相mn(ⅶ)/s(ⅳ)體系，比如高錳酸鉀-亞硫酸氫鈉水溶液體系，s(ⅳ)過量則會有過量的亞硫酸氫鈉留在水體中，造成藥劑浪費，并影響飲用水的水質。
7、本專利技術通過非均相的方式能夠很好解決現有技術中的問題，具體地，通過引入含有s(ⅳ)氣體的氣相，使得氧化還原反應在氣泡的氣/液界面迅速發生，生成mn(ⅲ)中間體和亞硫酸根自由基（so3-?），進而與目標污染物發生作用，此時，在發生反應的氣/液界面，s(ⅳ)是局部過量的，完成目標污染物去除的任務后，基本沒有過量的s(ⅳ)殘留在水體中。
8、此外，水溶性mn(ⅶ)源具有良好的氧化能力，能夠有效氧化降解水體中的污染物，但是，水體中的一些污染物在中性或堿性條件下不易為mn(ⅶ)所氧化，在酸性條件下才可能發生碳碳鍵斷裂生成小分子化合物，而一些自然污染水體通常呈弱堿性，ph值約為7.5~9，此環境下mn(ⅶ)的氧化能力較弱，還原產物主要是二氧化錳（mno2），堿性條件下mn(ⅶ)還原至二氧化錳的標準電極電勢為0.60v。
9、而本專利技術通過引入含有s(ⅳ)氣體的氣相，s(ⅳ)氣體能夠迅速溶于水中并生成亞硫酸（h2so3），將水體變為酸性，強化水溶性mn(ⅶ)源的氧化能力，無需另外大量投加調節ph值的酸性藥劑，酸性環境下高錳酸鉀的氧化能力較強，還原產物主要是二價錳離子（mn2+），酸性條件下mn(ⅶ)還原至錳離子的標準電極電勢為1.51v，顯著高于堿性條件下的電極電勢，即mn(ⅶ)的氧化能力在酸性條件下明顯較強。并且，由于mn(ⅶ)氧化反應需要消耗酸，反應完成后，水體能重新恢復中性，不會由于引入s(ⅳ)氣體而使水體變酸，避免了飲用水處理過程中投加大量酸堿用于調節ph值的情況，大大節約了藥劑和水處理的成本。同時，由于不用或少用亞硫酸鹽等藥劑，也不會引入無關的陽離子（如鈉離子、鈣離子等），符合綠色節約的要求。
10、本專利技術中，“水溶性”是指該物質在20℃下在去離子水中的溶解度≥500mg/l；“水不溶性”是指該物質在20℃下在去離子水中的溶解度＜500mg/l。
11、優選地，所述液相中，水溶性mn(ⅶ)源的濃度為2~10mg/l；進一步優選為3~6mg/l。
12、優選地，所述液相中，水溶性mn(ⅶ)源以水溶性高錳酸鹽的形式引入。
13、優選地，所述水溶性高錳酸鹽包括高錳酸鉀、高錳酸鈉或高錳酸銨中的至少一種；進一步優選地，所述水溶性高錳酸鹽選自高錳酸鉀。
14、優選地，所述液相中還溶解有水溶性s(ⅳ)源。
15、優選地，所述水溶性s(ⅳ)源包括水溶性亞硫酸鹽、水溶性亞硫酸氫鹽或其組合。
16、優選地，所述水溶性亞硫酸鹽包括亞硫酸鈉、亞硫酸鉀或亞硫酸銨中的至少一種；進一步優選地本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種非均相錳硫氧化體系，其特征在于，所述非均相錳硫氧化體系包括溶解有水溶性Mn(Ⅶ)源的液相；還包括含有S(Ⅳ)氣體的氣相。
2.根據權利要求1所述的非均相錳硫氧化體系，其特征在于，所述液相中，水溶性Mn(Ⅶ)源的濃度為2~10mg/L；
3.根據權利要求1所述的非均相錳硫氧化體系，其特征在于，所述液相中，水溶性Mn(Ⅶ)源以水溶性高錳酸鹽的形式引入；
4.根據權利要求3所述的非均相錳硫氧化體系，其特征在于，所述水溶性高錳酸鹽包括高錳酸鉀、高錳酸鈉或高錳酸銨中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的非均相錳硫氧化體系，其特征在于，所述液相中還溶解有水溶性S(Ⅳ)源；所述水溶性S(Ⅳ)源包括水溶性亞硫酸鹽、水溶性亞硫酸氫鹽或其組合；所述液相中，水溶性S(Ⅳ)源的濃度≤10mg/L；
6.一種權利要求1~5任一項所述的非均相錳硫氧化體系在水處理中的應用。
7.根據權利要求6所述的應用，其特征在于，所述水處理所針對的污染物包括嗅味有機污染物；所述嗅味有機污染物包括飽和脂環醇類物質、硫醚類物質、吡嗪類物質、噻唑類物
8.一種基于錳硫氧化體系的水處理方法，其特征在于，包括以下步驟：將待處理水體與水溶性Mn(Ⅶ)源混合，形成溶解有水溶性Mn(Ⅶ)源的液相；再將所述液相經過含有S(Ⅳ)氣體的氣相進行處理，實現待處理水體中目標污染物的氧化降解。
9.根據權利要求8所述的水處理方法，其特征在于，將所述液相經過含有S(Ⅳ)氣體的氣相進行處理的方式具體為：1）向所述液相中通入含有S(Ⅳ)氣體的氣相；或是，
10.根據權利要求8所述的水處理方法，其特征在于，所述待處理水體中的目標污染物包括嗅味有機污染物；所述嗅味有機污染物包括飽和脂環醇類物質、硫醚類物質、吡嗪類物質、噻唑類物質或萜類物質中的至少一種；
...【技術特征摘要】
1.一種非均相錳硫氧化體系，其特征在于，所述非均相錳硫氧化體系包括溶解有水溶性mn(ⅶ)源的液相；還包括含有s(ⅳ)氣體的氣相。
2.根據權利要求1所述的非均相錳硫氧化體系，其特征在于，所述液相中，水溶性mn(ⅶ)源的濃度為2~10mg/l；
3.根據權利要求1所述的非均相錳硫氧化體系，其特征在于，所述液相中，水溶性mn(ⅶ)源以水溶性高錳酸鹽的形式引入；
4.根據權利要求3所述的非均相錳硫氧化體系，其特征在于，所述水溶性高錳酸鹽包括高錳酸鉀、高錳酸鈉或高錳酸銨中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的非均相錳硫氧化體系，其特征在于，所述液相中還溶解有水溶性s(ⅳ)源；所述水溶性s(ⅳ)源包括水溶性亞硫酸鹽、水溶性亞硫酸氫鹽或其組合；所述液相中，水溶性s(ⅳ)源的濃度≤10mg/l；
6.一種權利要求1~5任一項所述的非均相錳硫氧化體系在水處理中的應用...
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