[发明专利]一种臭氧氧化处理饮用水源水中腐殖酸的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种饮用水源水中腐殖酸处理方法；尤其涉及一种臭氧氧化处理饮用水源水中腐殖酸的方法。

背景技术：

在水环境中，溶解有机质(dissolved organicmatter，DOM)对有毒重金属的物理迁移、化学形态以及它们的生物归宿等方面起着重要作用。DOM由许多化学结构尚未定的有机大分子组成，其主要成分为腐殖质(humic substances，HS)，包括腐殖酸(humic acids，HA)、富里酸(fulvic acids，FA)。而HA存在较为普遍。几乎所有天然有机物(NOM)都可能在消毒过程中与卤素元素(主要是氯)进行反应生成消毒副产物(DBPs)，其中占溶解水生有机物一半左右的腐殖酸是产生三卤甲烷(THMs)最重要的先驱物质。而在所有能监测到的DBP中THMs约占64％，卤代乙酸(HHAs)占30％。虽然这些化合物在水中含量极低，仅为ug/L量级，但它们对人类健康具有较大的潜在的危害性，有的具有致癌或致突变作用，许多学者认为水中腐殖酸是饮水氯化消毒后致突变物生成的主要前体物质之一。(王晓蓉.环境化学[M].南京：南京大学出版社，2003，8.)

腐殖酸氯化消毒后能形成致突变物，由于试验采用的腐殖酸水样不同，故各学者检测出的氯化产物也有差异，但腐殖酸的氯化产物大多为醛、酸、酮、腈、烷烃、芳香烃等有机物，其中许多物质通过试验证实是致突变物，氯化腐殖酸可形成强致突变物(MX)，Kronberg等发现MX占氯化腐殖酸水提取物活性的50％-100％[4]；B acklund等在不同消毒剂处理天然腐殖酸水样中发现：加氯消毒产生的高浓度的MX和E-MX以和许多卤代和非卤代副产物是水中腐殖质氯化期间形成的。氯化腐殖酸形成的致突变物对人类具有潜在的致癌性。(王春霞，彭安.不同来源腐殖酸的光解及过氧化氢对其影响[J].环境科学学报，1996，16(3)：270-275.)

目前，国内外处理腐殖酸主要有以下方法：

(1)光催化氧化法：

姜安玺，高洁等研究了光催化氧化法去除水中腐殖酸。讨论了不同催化剂用量、温度、初始pH值、有机物初始浓度对去除效果的影响。结果显示光强为3.90×10³μW/cm²时去除水溶液中腐殖酸的最佳TiO₂投量2.5g/L。光催化氧化法去除水溶液中腐殖酸、温度、初始pH值、有机物初始浓度等因素对去除效果均有显著影响。温度升高、初始pH值降低、腐殖酸初始浓度减小均能显著提高腐殖酸的去除率。参比为单纯紫外线照射除腐殖酸，与此相比光催化氧化法具有明显的优越性。(Yi Zhang，Misao Shinoda Hyd roformylation of 1-hexene for oxygenate fuels viapromoted cobalt/active carbon catalysts at low-pressure science direct Fuel(2006)：1194-1200.)

(2)臭氧氧化法：

研究表明，采用O₃氧化作为生物预处理，可以提高腐殖酸的生物降解能力。试验研究表明，O₃氧化和生物流化床组合工艺下HA的UV₂₅₄和COD_Mn的去除率与单独生物处理相比，预臭氧化后水中有机物生物降解能力可提高30％左右。研究结果表明，采用生物陶粒反应器处理HA，原水经O₃和生物陶粒处理后UV值的去除率达到57％～68％，单独使用生物陶粒对UV值的去除率仅为27％～33％，组合工艺比单独生物陶粒工艺的UV去除率提高近30％。(王琳，王宝桢，王欣泽，等.活性炭与超滤组合工艺深度处理饮用水[J].中国给水排水.2002.18(2)：1-4.)

(3)活性炭多维电极法

曾抗美，李乃稳等采用活性炭多维电极法去除水中溶解态腐殖酸。对水力停留时间，电解电压和腐殖酸溶液pH等因素的影响作了具体分析。试验结果表明，延长水力停留时间、升高外电压、溶液偏碱性有利于提高腐殖酸和高锰酸盐指数去除率。活性炭多维电极法与单纯活性炭吸附法相比，可显著提高水中溶解态腐殖酸和高锰酸盐指数的去除率，去除率可达90％以上。(张贵春.微污染水源饮用水处理工艺及其水质研究[M].清华大学博士学位论文，1993.)

(4)过氧化氢氧化