[发明专利]一种控制水中氯代含氮消毒副产物的方法

说明书

本发明公开了一种控制水中氯代含氮消毒副产物的方法，包括以下步骤：首先，控制水样的pH值，采用紫外光照射处理，并同时投加过硫酸盐或过硫酸氢盐，然后进行氯化消毒，最后进行曝气处理，得到去除了水中氯代含氮消毒副产物的水样。本申请的方法对紫外光的要求不高，不会产生高昂的能源费用；所采用的化学药剂价格便宜，对水质感官不会产生影响；曝气装置简单易行，采用空气气源，经济适用，所用反应器设计简单，使用方便，能有效控制氯代N‑DBPs的形成，并能有效减少后续氯化消毒过程中三氯甲烷的量，是一项安全、高效、经济的控制饮用水中氯代含氮消毒副产物的方法。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种控制水中氯代含氮消毒副产物的方法。

背景技术

饮水安全是关乎千家万户的重大民生问题，饮用水消毒是保障饮水安全不可或缺的处理措施，被广泛采用的氯消毒工艺可有效杀灭细菌病毒，但也会产生对人体有害的消毒副产物(DBPs)。40年来，三氯甲烷等含碳消毒副产物(C-DBPs)已得到大量研究和报道。然而，由于世界人口的持续增长、工农业的快速发展以及对环境问题认识和管理的缺乏，全球水体富营养化问题日益严重，我国亦不例外，污染物排放量超过受纳水体环境容量，部分水源地水质恶化，水源水中溶解性有机氮(DON)水平升高，且部分DON化合物(氨基酸等)亲水性强，无法通过混凝、沉淀和过滤等常规净水工艺去除，从而与后续消毒时所投加的消毒剂(氯等)反应生成含氮消毒副产物(N-DBPs)。研究表明，N-DBPs的毒性远高于三氯甲烷(TCM)等C-DBPs，且普遍存在于水厂氯消毒后的出水中，对人们的饮水健康非常不利，成为目前国际上市政、环境和公共卫生领域的一大研究热点。

目前得到较多关注的氯代N-DBPs主要包括：卤代乙腈(HANs)、卤代乙酰胺(HAcAms)和卤代硝基甲烷(HNMs)三类。它们常以μg/L的水平存在于氯化消毒(自由氯、氯胺消毒等)后的饮用水中，且研究发现它们的慢性细胞毒性和急性遗传毒性是THMs的数百至数千倍，严重危害人们的饮水健康。HANs、HNMs和HAcAms三类卤代N-DBPs都包括氯代、溴代和碘代三类，其中氯代N-DBPs在氯化消毒后的饮用水中的浓度水平最高，因此，需要加以重视和控制。氯代类HANs包括二氯乙腈(DCAN)和三氯乙腈(TCAN)，氯代类HAcAms包括二氯乙酰胺(DCAcAm)和三氯乙酰胺(TCAcAm)，氯代类HNMs包括二氯硝基甲烷(DCNM)和三氯硝基甲烷(TCNM)。氯代N-DBPs的结构如下所示：

发明内容

针对现有技术的问题，本发明的目的是提供一种控制水中氯代含氮消毒副产物的方法，该方法从源头控制角度入手，利用强氧化性的硫酸根自由基来高效去除氯代N-DBPs的前体物，并针对硫酸根自由基氧化后可能造成后续氯化消毒三氯甲烷浓度增高的问题，增加快速曝气措施，可以同时达到去除氯代N-DBPs和三氯甲烷的目的；较同等效果的N-DBPs控制技术成本低、易于实现、便于管控、无二次污染，提高了饮用水的安全性，保障了人们的饮水健康。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种控制水中氯代含氮消毒副产物的方法，包括以下步骤：

首先，控制水样的pH值，采用紫外光照射处理，并同时投加过硫酸盐或过硫酸氢盐，然后进行氯化消毒，最后进行曝气处理，得到去除了水中氯代含氮消毒副产物的水样。

所述水样为饮用水。

所述pH值为6-10，采用浓硫酸、氢氧化钠、磷酸盐缓冲溶液中的至少一种控制pH值。

所述紫外光的波长为180～290nm，照射剂量为15～600mJ/cm²，照射时间为1～30min，所述紫外光采用低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、氙灯、卤灯中的至少一种来提供紫外光，紫外灯的布置方式采用悬空辐照式，紫外灯与水体的距离不大于100cm。