[发明专利]一种类芬顿试剂和氯联合消毒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用α-FeOOH和H₂O₂构成的类芬顿试剂和氯联合的饮用水消毒方法，应用于城市给水系统。

背景技术

氯消毒是目前饮用水消毒领域普遍使用的方法，但运行费用偏高，而且这种消毒方式会产生如三卤甲烷、卤乙酸等消毒副产物(Disinfection By-Products，DBPs)，对人体的健康造成影响，降低了饮用水的安全性。

为了解决这一问题，许多氯消毒的替代方法逐渐被研发出来，如：臭氧消毒，优点是杀菌效果好，用量少，作用快；但是会产生很多消毒副产物，其中有机性副产物有三溴甲烷、乙腈氰甲烷、1-1二溴酮、溴乙酸等，无机性副产物有溴酸盐、次溴酸、次溴离子等。特别是在臭氧处理后再加氯或氯胺处理会分别生成三氯硝基甲烷和氯化氰，成为新的消毒副产物，其毒性现尚不清楚。对某些农药，臭氧氧化后的产物可能更有害，例如溴酸盐。

另外，二氧化氯、氯胺、紫外线消毒、光催化消毒、生物消毒、电场消毒、超声波消毒等氯消毒的替代方法，普遍存在安全性差、对设备要求高、不易操作、运行成本高、不环保的问题；因此亟待需要一种安全、合理、环保、经济、有效的饮用水消毒方法，保证人们的健康和生存环境。

发明内容

本发明目的是为了解决现有饮用水消毒工艺存在运行费用偏高，消毒副产物产生量大的问题，从而提供一种类芬顿试剂和氯联合消毒的方法。

一种类芬顿试剂和氯联合消毒的方法，实现过程如下：在城市供水厂的清水池中投加α-FeOOH和H₂O₂，投加后浓度为0.01～0.05mol/L的α-FeOOH和质量浓度为0.5％～1％的H₂O₂，1h后投加0.4～0.7mg/L的氯，即完成类芬顿试剂和氯联合消毒。

本发明中α-FeOOH是生长环主要成分，材料便宜易得，一次投加后，可在城市给水管网中大量持续存在，H₂O₂的成本低廉；α-FeOOH和H₂O₂构成的类芬顿体系消毒效果好，且不产生三卤甲烷、卤乙酸等消毒副产物，增强了饮用水安全性。α-FeOOH和H₂O₂构成的类芬顿体对于滤后水中存在的各种细菌具有明显的灭活作用，且1h后投加小剂量氯能够有效保持城市给水管网的余氯量，起到持续消毒作用。本发明中先投加类芬顿试剂再投加氯消毒，能够大大减少后期投氯产生的消毒副产物，整个消毒过程消毒副产物生成量大大降低。

本发明类芬顿试剂和氯联合消毒的方法的优点在于：

1、利用H₂O₂和α-FeOOH构成的类芬顿体系与氯联合消毒，能大大减少三卤甲烷、卤乙酸等消毒副产物的生成量。

2、采用类芬顿试剂和氯联合消毒方式后，能有效减少城市供水厂的投氯量，降低消毒成本。

3、H₂O₂和α-FeOOH廉价易得，除此之外α-FeOOH在类芬顿体系中起催化剂的作用，一次投加即可，后期只需投加H₂O₂即可；设备要求简单，能量损耗低，节约投入和运行成本。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式类芬顿试剂和氯联合消毒的方法，实现过程如下：在城市供水厂的清水池中投加α-FeOOH和H₂O₂，投加后浓度为0.01～0.05mol/L的α-FeOOH和质量浓度0.5％～1％的H₂O₂，1h后投加0.4～0.7mg/L的氯，即完成类芬顿试剂和氯联合消毒。

本实施方式中投加α-FeOOH和H₂O₂后，1h内就能有效杀死饮用水中细菌。

本实施方式中投加0.4～0.7mg/L的氯，目的是有效保持城市给水管网中余氯量起到持续消毒作用。

本实施方式清水池中的H₂O₂与α-FeOOH作用，构成的类芬顿体，能在h内有效杀死饮用水中细菌。

类芬顿反应的反应机理如下：