[發明專利]瓶裝飲用水溴酸鹽控制方法

有效

• 申請號: 200910041255.1
• 申請日: 2009-07-20
• 公開（公告）號: CN101613165A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 吳清平;張永清;張菊梅;楊秀華;郭偉鵬;闕紹輝
• 申請（專利權）人: 廣東省微生物研究所;廣東環凱微生物科技有限公司
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F1/32;C02F1/28;C02F1/78;C02F1/66;C02F101/12
• 代理公司: 廣州科粵專利代理有限責任公司
• 代理人: 余炳和

技術領域

本發明涉及化學化工技術領域，尤其涉及瓶裝飲用水溴酸鹽控制方法。

技術背景

當前，臭氧消毒技術因其無殘留和易分解的特點，在瓶裝飲用水生產中的應用日益廣泛。 但當原水中含有溴化物時，臭氧消毒會產生消毒副產物溴酸鹽。國際癌癥研究機構把溴酸鹽 定為2B級潛在致癌物，具有一定DNA和染色體水平的遺傳毒性。美國環保局飲水標準、世 界衛生組織飲用水水質標準、歐盟飲用水水質指令以及我國生活飲用水衛生標準、2009年10 月即將實施的飲用天然礦泉水標準中溴酸鹽限值均為10μg/L。對飲用水中溴酸鹽含量的調 查結果顯示，國內外許多地區飲用水均存在溴酸鹽超標問題。

已有的研究普遍認為，當采用臭氧對飲用水進行消毒時，若溴化物的濃度很低(小于20 μg/L)，一般不會形成溴酸鹽，但溴化物的濃度在50至100μg/L時有可能形成溴酸鹽，大 于100μg/L時就能形成較高濃度的溴酸鹽。但廣東省微生物研究所對2008年6月-2009年 元月外來送檢的29個企業原水溴離子含量和成品水溴酸鹽含量進行檢測后統計，發現原水溴 離子濃度低于20μg/L的有18個，占62.07％，大于50μg/L的只有一個，占3.45％；而成品 水溴酸鹽超過10μg/L的有19個，不合格率為70.37％；因此原水溴離子濃度低于50μg/L， 甚至低于20μg/L但臭氧氧化過程中溴酸鹽量超標現象普遍存在。礦泉水生產中大都采用錳 砂過濾、活性炭過濾、精濾、超濾、臭氧氧化、灌裝的傳統處理工藝，為了達到消毒目的， 往往利用高的臭氧濃度和較長的臭氧接觸時間，從而加劇了溴酸鹽的生成和超標問題。

目前國內外自來水生產中采用的溴酸鹽控制方法有以下幾種：

(1)加氨：Von?Gunten認為加入水中的氨會與對溴酸鹽形成起決定性作用的中間體次 溴酸(HOBr)反應，生成溴胺，從而減少了最終的溴酸鹽生成量。(2)高錳酸鹽復合氧化： 采用高錳酸鹽和臭氧復合氧化的方式，發揮兩種氧化劑之間的優勢互補作用，可在一定程度 上減少溴酸鹽的生成，不同臭氧濃度下都可以達到20％左右的降幅。(3)加鐵(Fe(II))： 投加硫酸亞鐵可將溴酸鹽還原成溴離子。(4)降低pH值：降低pH值是控制溴酸鹽生成的有 效方法。降低pH值使HOBr/BrO-的平衡向HOBr移動，減少了生成溴酸鹽的中間體BrO^-量， 從而使生成的溴酸鹽量減小。研究學者Amy?Driedger認為當pH值從8.0降至6.0時，溴酸 鹽的生成量可減少50％。(5)優化臭氧投加方式：臭氧投加量相同時，增加臭氧投加點的數 量可以大大降低溴酸鹽生成量，這是因為多點投加方式縮短了臭氧的平均接觸時間、降低了 水中剩余臭氧的平均濃度，從而減小了臭氧與溴離子反應的可能性。(6)UV輻射：用255波 長的低壓汞燈進行UV光照射溴酸鹽溶液，可以把溴酸鹽先還原為次溴酸(HOBr)，最終還原 為溴離子。(7)活性炭技術：活性炭的吸附還原作用對于溴酸鹽的去除具有良好的作用效果。 其原理是大部分溴酸鹽通過與活性炭的反應被還原為溴離子，從而降低溴酸鹽含量。

由于瓶裝飲用水生產工藝不同于自來水，因此有些使用于自來水的溴酸鹽控制方法并不 適用瓶裝飲用水。如加氨時氨氣產生刺激性氣味以及高錳酸鹽復合氧化和加鐵(Fe(II))所 產生的顏色，使這些技術在瓶裝飲用水生產中的利用受到限制。

在瓶裝飲用水溴酸鹽控制過程中，廠家由于技術研究等條件的限制，往往借鑒自來水的 處理方法，單一采用某種技術，但很難滿足國家標準對溴酸鹽的要求。我們在研究及與廠家 的實際接觸中發現，投加二氧化碳降低pH值控制溴酸鹽并不適用于所有的水質，對于一些高 堿度的水質，采用降低pH值的方法不能控制溴酸鹽，并且增大了生產成本；由于水質不同， 水中有機物的性質和濃度差別較大，增加臭氧投加點數量對降低溴酸鹽生成量的程度也會有 所差別；采用UV輻射去除溴酸鹽時，所需要的量要比消毒所需要的量大，并且UV輻射在去 除溴酸鹽中的作用很復雜，在某些情況下還會使生成的溴酸鹽量增加；而不同的活性炭(GAC) 在控制溴酸鹽中的作用及效果也不同。因此，瓶裝飲用水溴酸鹽控制過程中，需根據不同廠 家水源水的水質實際情況，在小試和中試的一系列研究基礎上，建立起合理、可行的溴酸鹽 控制技術、工藝及相關設備，在瓶裝飲用水溴酸鹽控制中具有重要的應用前景。