[發明專利]飲用水突發揮發性鹵代烷烴類有機物污染時的曝氣吹脫法

有效

• 申請號: 201010523355.0
• 申請日: 2010-10-22
• 公開（公告）號: CN102452692A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 張曉健;陳超;張偉;顧軍農;張春雷;汪雋;林愛武;王丹
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京市自來水集團有限責任公司
• 主分類號: C02F1/20
• 分類號: C02F1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種處理水中揮發性有機物的方法，尤其是開發應對水中揮發性鹵代烷烴類有機物突發污染事故的曝氣吹脫方法，屬于水處理領域。

背景技術

由于飲用水水源水質標準要求其中的污染物不得超過一定限值，因此飲用水處理通常并不需要對揮發性有機物進行處理。但是當飲用水水源受到含有大量揮發性有機污染物的污水污染時，城市供水企業就不得不面臨處理含有超標揮發性有機物的難題。

目前飲用水行業通常采用的處理方法包括以下幾種：

(1)物理方法

A吸附法

吸附法利用多孔介質，如活性炭、樹脂等來吸附水中的揮發性有機物，使有機物吸附于固體表面，從而達到分離的目的。此方法的缺點是吸附劑，例如活性炭等不適合吸附小分子揮發性有機物，去除效率不高。

B萃取法

萃取法利用和水不相溶的有機溶劑萃取水中的揮發性有機物。該技術只能萃取非極性有機物，對極性有機物的去除效果不理想。另外，該方法需要向水中加入有機溶劑，殘留的有機物本身就對人體有巨大危害，只能用在廢水處理方面，不能作為飲用水的處理技術。

C膜處理法

利用超濾、納濾或反滲透等膜過程可以去有效除水體揮發性有機物。該方法雖然效率較高，無二次污染，能較好地凈化被污染的水源水，但是存在者濃差極化和膜污染問題，并且膜設備造價較高，設備安裝和操作較為復雜，在發生水源水突發污染事件時也不能立即投入使用，因而限制了其在應急領域的實際應用。

D超聲波法

利用超聲波降解水中的揮發性污染物是一種新技術，主要利用超聲波空化產生的局部高溫高壓和強烈的沖擊力來降解水中有機物。該方法使用條件溫和、速度快、適用范圍廣，但是技術不成熟，設備要求較高，造價也較難承受。

(2)化學氧化法

化學氧化法先利用電、輻照、催化劑、氧化劑等產生自由基，再利用自由基氧化分解水中的有機物。氧化法包括化學氧化法、電化學氧化法、濕式催化氧化、光催化氧化、超臨界氧化等等。這些方法有的需要高溫高壓等特殊條件，有的需要特殊設備，有的原料需要現場制備，有的造價太高，均不適合作為飲用水受到揮發性有機物污染時的首選應急處理技術。

(3)生化法

生化處理主要利用微生物的新陳代謝來降解揮發性有機物。但是，利用微生物來降解揮發性有機物在給水應急處理領域不適用。生化反應一般所需時間較長，不適宜于揮發性有機物突發污染的應急處理。另外，受到揮發性有機物污染的飲用水水源營養物質較少，微生物無法得到充分營養，不能大量繁殖，無法達到良好的去除效果。

曝氣吹脫法屬于物理方法，主要是將大量空氣或者其他氣體通入水體，增加水相和氣相的接觸面，利用揮發性有機物在水相和氣相的濃度差異將其從水相轉移至氣相而去除。目前曝氣吹脫法主要用于以下方面：

(1)吹脫技術凈化地下水石油污染；

(2)吹脫法處理氨氮廢水；

(3)吹脫法去除含硫化氫廢水。

曝氣吹脫法應用于以上方面，主要是采用設有填料和機械鼓風裝置的專業吹脫塔，其屬于永久性設施，移動便攜性較弱，構建費用高，不適用于水源突發性污染應急處理。

經檢索中國國家知識產權局專利數據庫，發現與本申請相關的專利申請公開文件2項，均為哈爾濱工業大學申請，分別是吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中氯苯的方法(申請號200910306573.6)和吹脫與粉末炭吸附聯合去除原水中乙苯的方法(申請號200910306585.9)，本專利與其差異性在于：

(1)哈爾濱工業大學方法是去除乙苯和氯苯，本方法是去除揮發性鹵代烷烴類有機物，兩者針對的目標污染物不同，處理所需要的技術參數不同，申請的權利要求也不同；

(2)哈爾濱工業大學方法使用的是吹脫與粉末炭吸附聯合方法，較為昂貴；本方法充分發揮吹脫技術的潛力，不需要與粉末炭聯合，更具實用性；

(3)哈爾濱工業大學方法只給出了氣水比、氣泡直徑大小，沒有給出氣水比與去除效率之間的相關關系，本申請根據大量的試驗數據，開發了曝氣吹脫的數學模型，從理論上給出了兩者之間的相關關系，具有很強的創新性。

綜上所述，應對揮發性鹵代烷烴類突發污染事故的應急處理技術研究尚未見報道，也沒有與本申請內容相同的專利和論文。

發明內容