[发明专利]一种去除饮用水中卤乙酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，涉及饮用水处理技术，尤其是去除饮用水中致癌的物质——三氯乙酸的方法。

背景技术

卤乙酸是氯与有机物反应生成的一类弱酸性、难降解的物质，在自来水制水工艺中主要产生于预氯化和消毒工艺单元，三氯乙酸属于卤乙酸类消毒副产物中的一种，2005年6月建设部颁布的城市供水水质标准(CJ/T 206-2005)规定饮用水中卤乙酸总量的最大限值为60μg/L，其中主要是指三氯乙酸和二氯乙酸之和。随着饮用水水源的污染日益严重和预氯化过程中的氯与有机物反应生成的卤乙酸总量的增多，如何降低饮用水中卤乙酸带来的饮用水的不安全性成为自来水制水企业亟待解决的一大难题。

目前国内外对卤乙酸的控制主要从以下三条途径进行控制：一是去除生成卤乙酸的前驱物质，主要是水体中的腐殖酸、富里酸及其它天然有机物，目前主要去除方法有强化混凝法、化学氧化法、活性炭吸附法；二是寻找替换的预氧化剂和消毒剂，目前主要的预氧化剂和消毒剂有臭氧、二氧化氯、紫外线、高锰酸钾等；三是去除预氯化过程中已产生的卤乙酸，目前主要采用活性炭吸附法，化学氧化法和生物法等，化学法主要是采用紫外、H₂O₂、O₃及它们的组合工艺降解卤乙酸，但存在去除效果有限、操作程序复杂、去除成本高的缺点，生物法主要是通过优选的专一微生物对卤乙酸进行去除，其推广应用还存在很大的限制，目前广为接受的是采用活性炭吸附去除卤乙酸，但也存在活性炭吸附去除速度慢，易吸附饱和的缺点。所以至今为止，在国内外还没有找到操作便捷、去除成本低、能彻底控制卤乙酸浓度的行之有效的方法。

铁刨花，即金属钢经加工而成的铁片，目前铁刨花在废水处理应用中非常广泛，如采用铁炭还原技术用于处理高浓度有机化工废水、铁炭微电解-混凝工艺处理黄姜废水、改良铁炭微电解法预处理聚酯废水、铁炭微电解法处理硝化废水等，但采用铁刨花与锰砂滤料结合去除饮用水中的低浓度卤乙酸中的三氯乙酸在国内外未见应用和报道。

三氯乙酸是一种难降解，弱酸性物质，在常规工艺对总卤乙酸的去除率约12％；同时，由于氯原子取代了碳原子上的氢使得其周围电子云密度大大降低，而易得到电子被还原，所以采用高级氧化技术，UV/H₂O₂和UV/H₂O₂/O₃工艺难于降解三氯乙酸。而工业金属加工废弃的铁刨花中含有杂质和夹杂物，基体金属和夹杂物就组成复相电极，从腐蚀电化学的角度来看，工业用的结构金属的表面由许多微小的腐蚀电池组成的复相电极，如果这些夹杂物是阴极性组分，它们就能加速基体金属的腐蚀。同时铁刨花成花片状，加大了其与水的接触面积，采用铁刨花还原能够更加快速、有效的去除饮用水中的卤乙酸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种去除饮用水中三氯乙酸的方法，操作便捷、成本低、速度快、能有效控制卤乙酸浓度。

为达到上述目的，本发明提出以下解决方案：采用铁刨花还原技术与锰砂过滤相结合，铁刨花与锰砂形成双层滤料，用于控制水中三氯乙酸的浓度和还原后出水中铁的含量。

进一步，具体步骤为：采用例如45#钢加工而成的铁刨花还原去除三氯乙酸，铁刨花的形状为薄片卷曲状，厚度小于0.1mm，宽度在0.3-1.2cm之间，在铁刨花底部铺设一定高度的锰砂，锰砂粒径为1-2mm，用于控制出水中的铁含量。也可采用颗粒活性炭替代1/2体积的锰砂滤料，其中颗粒活性炭的规格为12×40目或8×30目，同样能够实现控制出水中的铁含量。该方法用于去除饮用水中的三氯乙酸，降低饮用水的致癌风险，同时保证水中的色度和铁离子符合国家生活饮用水水质标准。

使用铁刨花方法去除饮用水中三氯乙酸，用于控制饮用水中的卤乙酸总量，降低饮用水的致癌风险，该方法主要分成以下几步：

第一步：将45#钢加工过程中所形成的铁刨花，先用清洗液除油，如市售的洗衣粉、洗洁精等浸泡10-30min，然后用2-3wt％的稀硫酸浸泡0.5-1.5h除锈，洗净后待用；

第二步：将洗净的铁刨花粉碎至每片长20-50mm，用于还原去除饮用水中的三氯乙酸；

第三步：控制含三氯乙酸的水与铁刨花接触时间在1-2h范围内，基本可以将三氯乙酸完全去除；

第四步：采用锰砂过滤或者采用锰砂与颗粒活性炭(锰砂∶活性炭体积比＝1∶1)结合过滤方法，控制水中的铁的含量，进而控制水中由铁离子所导致的色度；