[发明专利]降解饮用水氯化消毒副产物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降解饮用水氯化消毒副产物的方法，属于饮用水处理方法领域。

背景技术

加氯消毒一直是城市给水处理中广泛采用的消毒手段，但是20世纪70年代在给水中检出三氯甲烷，引发了对氯化消毒副产物及其对人体健康影响的研究。通过对某些癌症的发病率和病原学关系的调查及大量的动物实验表明，长期饮用加氯消毒的饮用水，死于消化和泌尿系统癌症的危险性更大，并和其它癌症的死亡率存在着统计学的关系，卤代消毒副产物是多数癌症的致病因子。在现有技术所能定量的卤代有机物中，三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)占了卤代有机物(TOX)的60％～75％，卤代消毒副产物中THMs和HAAs也占了75％以上，因此，对THMs和HAAs的研究有着重要的意义。

放射性原子衰变时放射出的γ射线具有相当强的贯穿力，工业上最常见的辐照源是⁶⁰Co和¹³⁷Cs，用于水和污泥的处理。而高能电子束的可控性好，反应速率快，穿透力强，已在国内外实现了工业化应用。利用辐照技术对废水进行处理的研究已在国外进行了较长时间，研究表明γ射线和电子束对含重金属的废水，含酚废水、含氰废水、工业含葸醌染料废水均有很好的处理效果。

因此，研究一种工艺简单、操作方便，对饮用水氯化消毒副产物降解效果好的降解饮用水氯化消毒副产物的方法具有一定的经济、社会与环境效益。

发明内容

本发明旨在提供一种工艺简单、操作方便，对饮用水氯化消毒副产物降解效果好的降解饮用水氯化消毒副产物的方法。

本发明所述的降解饮用水氯化消毒副产物的方法，包括以下步骤：

将加氯消毒后2小时内在进入给水管网之前的自来水以一定的流速通过辐射处理器中，通过辐射源以一定的剂量对流过的自来水进行辐照，辐照后的自来水即为已降解氯化消毒副产物的饮用水进入管网给水。

优选的，本发明所述的辐射源为⁶⁰Co或¹³⁷Cs，源强度为500000Ci，辐射剂量为5kGy。

更优选的，本发明所述的辐射源为高能电子加速器，强度为9MeV，辐射剂量为3kGy。

进一步优选的，本发明所述的自来水流速为自来水在辐射处理器中停留时间为1h。

本发明所述的方法，采用⁶⁰Co或¹³⁷Cs源产生的γ射线和高能电子束降解氯化消毒副产物THMs和HAAs，其原理是，高能电子束和γ射线都能使水及水中溶解物分解，产生水合电子、正离子、激发态粒子、OH·和H·自由基等活性中间体，这些物质可与水中的污染物质反应使其分解。有溶解氧时，还原性很强的氢原子和水合电子e-又同氧反应，生成强氧化性的·O^2-，这些活性物质与污染物反应使之降解，最终生成C0₂和H₂O，这种作用在辐照处理废水中占主导地位。而·0^2-和·H0₂的活性和浓度又远远小于OH·，所以污染物的降解过程主要是与OH·的反应过程。

在本发明所述的方法中，在辐照剂量5kGy时，DCA、TCA、CHCl₃降解效率都在85％以上，均取得了较好的降解效果。辐照后TOC浓度明显下降，辐照剂量为0时，TOC=5.366mg/L，辐照剂量1kGy时，TOC=4.298mg/L，辐照剂量5kGy时，TOC=3.397mg/L，说明辐照会引发溶液中有机物矿化，从而部分去除消毒副产物的前驱物。辐照前消毒副产物随时间推移明显增加，辐照后增加量不明显。辐照剂量1kGy时，辐照后11.6至120h，CHCl₃浓度增加了27.4％，辐照剂量5kGy时，CHCl₃浓度只增加了20.8％，而无辐照时CHCl₃的增加量达到153.5％。这说明辐照不仅矿化消毒副产物的前驱物，且抑制了消毒副产物的进一步生成。其原因可能是在辐照过程中生成了H₂O₂，它抑制消毒副产物的进一步生成，这一发现有着重要的意义，因为在常规的消毒工艺处理后，消毒副产物在饮用水处理和管网分配过程不断增加，到达管网末梢时浓度达最大值。但如采用辐照工艺，这种增加明显减少，对于保持饮用水质量和保证人体健康十分有利。