[发明专利]一种消减水处理消毒副产物生成的方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理技术，特别是涉及一种消减水处理消毒副产物生成的方法。

背景技术

由于我国人口增长和城市化进程的加快、工农业的发展，特别是农用化肥及农药的大量使用，使排入湖泊、水库的氮、磷、钾等营养物质增加,2007-2009年各大湖泊发生大规模藻类水华，引发城市供水危机。随着环境污染日益加剧，福建省各地供水水源地藻类水华事件频频暴发。

水源水体中藻类的大量繁殖，严重影响了饮用水水质，威胁人类健康。早期研究表明，藻细胞在氯化、氯胺化过程中会产生大量的含碳类消毒副产物(C-DBPs)，与水中天然有机物腐殖酸、富里酸相比，藻类对预氧化过程中C-DBPs的贡献可能更直接更重要。Hoehn等的试验表明，4种藻在不同的生长期中氯化后最大氯仿产量超过了腐殖酸。藻类次生代谢物作为一类含有大量含氮基团的污染物(如微囊藻肝毒素、藻青蛋白、藻蓝蛋白等)，在饮用水预氧化过程中都有可能参与反应并生成具有强遗传毒性的含氮类消毒副产物，进而产生更大的饮用水质健康风险。研究表明：藻细胞内含有的有机物中含有大量的有机氮(如蛋白质、氨基酸、胺类)、亲水性物质和芳香族有机物，而自由氨基酸和芳香族类有机物则是预氧化过程中生成N-DBPs的重要前驱体物质。因此如何有效去除藻细胞和消毒副产物前体物是研究的重点。

常规水处理工艺包括混凝-絮凝-沉淀-过滤-消毒。但是由于藻类表面通常带负电荷，不易电中和与脱稳，混凝效果差；藻类代谢物即藻细胞破裂释放入水体的藻类物质如糖酸等，在混凝过程中能与混凝剂反应，从而降低处理效果；由于藻类细胞密度小，沉淀效果差，也会显著增加给水处理难度。

预氧化技术作为一种可以加强混凝中藻细胞去除的有效手段，其可以改变藻细胞表观结构、阻碍藻细胞的运动、可降解细胞外有机物以及预氧化后的藻细胞有机物有助于絮凝，而被广泛用于应急处理技术。常用的化学药剂包括氯气、二氧化氯、氯胺、高锰酸钾、臭氧等。其中含氯类预氧化剂导致更多如卤代甲烷类(THMs)和卤代乙酸类(HAAs)消毒副产物的生成，从而受到限制使用。臭氧作为一种新型的预氧化剂，在处理含碘和含溴水体时，易生成碘代和溴代消毒副产物，而且对于含氮量高的藻类水体，易生成更多的含氮消毒副产物。高锰酸钾作为金属预氧化剂，具有消减消毒副产物生成的优势，但由于氧化还原电位不高，预氧化速度慢，造成水体残留一定量的紫色，故也在一定程度上受到限制。因此需要一种可有效消减消毒副产物生成的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种消减水处理消毒副产物生成的方法，能够解决目前水中消毒副产物含量很难稳定达标的难题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：.一种消减水处理消毒副产物生成的方法包括以下步骤：

(1)向待处理水中添加0.5-20mg/L的高铁酸盐并以200-500r/min的转速搅拌10-30min，pH范围为6-12。

(2)添加5-15mg/L的混凝剂，以150-250r/min的转速搅拌3-5min后以20-60r/min的速率搅拌10-30min,静置30-60min使其沉淀；

(3)沉淀后，在液面1-3cm处吸取上清液；

(4)添加次氯酸钠溶液至上清液中进行消毒，其中次氯酸钠的添加量为3-12.8mg/L。

优选的，所述高铁酸盐是高铁酸钠、高铁酸钾或其混合物。

优选的，所述混凝剂是聚合氯化铝、氯化铁或硫酸铝。

优选的，步骤(4)中，消毒是在黑暗条件中进行，反应时间为2-4天。

优选的，所述待处理水中含有铜绿微囊藻或梅尼小环藻。

优选的，所述上清液采用0.5M的亚硫酸钠淬灭。

优选的，步骤(3)中，还包括测试上清液的溶解性有机碳浓度(DOC)、钾离子浓度(K⁺)和254nm下的紫外吸收值(UV254)。

优选的，步骤(4)中，还包括测试三氯甲烷浓度(TCMFP)。

优选的，步骤(2)中，在250rpm搅拌1min，降低至150rpm搅拌3min后，再60rpm下搅拌15min。

优选的，所述高铁酸盐为液态高铁酸盐或固态高铁酸盐。

本发明的有益效果是，

(1)本发明的高铁酸盐是铁的六价形态，氧化能力强且适于应用于水处理中，它可以有效的氧化降解水中消毒副产物前体物，而且不会产生卤代消毒副产物；