[發明專利]一種去除微污染水源水中溶解性有機氮的方法

無效

• 申請號: 201210410650.4
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN103232121A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 劉冰;余國忠;趙承美;李清飛;翟慧敏;郜慧
• 申請（專利權）人: 信陽師范學院
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及到飲用水處理技術領域的方法，特別是涉及到一種去除微污染水源水中溶解性有機氮的方法，屬于水處理技術領域。

背景技術

現階段，我國飲用水廠大多采用出水消毒來保障飲用水生物安全性。氯系消毒劑因價廉、高效而被廣泛使用，但其可與水中的溶解性有機物(dissolved?organic?matters，DOM)反應，生成具有強烈“三致”效應的消毒副產物(disinfection?by-products，DBPs)，給人類帶來巨大的健康隱患。在過去的幾十年里，飲用水中鹵代消毒副產物如三鹵甲烷(THMs)和鹵乙酸(HAAS)最受關注，它們被認為是致癌或疑似致癌物^[2]。最近幾年內，一類新興的毒性更強的含氮消毒副產物(nitrogenous?disinfection?by-products，N-DBPs)被人們逐漸所認識，它們是氯與DOM的含氮組分反應形成的。N-DBPs是含有-NO₂和-CN等含氮官能團的化合物，如亞硝胺類物質(nitrosamines)、腈類化合物(nitriles)和鹵化硝基烷烴類(halonitroalkane)等，相比鹵代消毒副產物具有更高的細胞基因毒性。這些N-DBPs的分子量小，親水性強，致癌風險極高，嚴重的威脅著飲用水安全性。溶解性有機氮(dissolved?organic?nitrogen，DON)作為N-DBPs的前體物，受到了國內外科研人員的關注。

根據國外報道，DON雖然給飲用水安全帶來了極大的危害，但其卻難以在常規的水廠處理工藝得到去除(去除率僅為5％～30％)，美國28個飲用水廠報道，DON平均去除率僅為20％，DOC和UV₂₅₄去除率分別為29％、55％。國內南方某飲用水水廠研究發現，DON在常規污水處理工藝(混凝沉淀+生物濾池+消毒)去除率僅為27％；而在深度處理工藝(預生物處理+混凝沉淀+石英砂濾池+一級臭氧生物活性炭池+二級臭氧生物活性炭池+消毒)中平均增加20％。這主要是因為飲用水處理工藝中的生物處理工藝(生物濾池、臭氧生物活性炭池)釋放溶解性微生物產物(SMP)，使得DON濃度呈上升趨勢，這也說明DON在飲用水處理工藝中的去除效果是十分有限的。因此，含有高DON濃度的微污染物水源水進入常規的處理流程之前，有必要在對其中的DON進行去除。

發明內容

本發明的目的是提供一種去除微污染水源水中溶解性有機氮的方法。本發明利用飲用水處理中常用的混凝劑混凝和活性炭吸附，通過混凝和吸附組合共同去除微污染水源水中溶解性有機氮。

為實現上述目的，一種去除微污染水源水中溶解性有機氮的方法，其特征在于工藝過程為：

(1)將微污染水源水進入混合設備，投加混凝劑0～10mgAl·L^-1，混合時速度梯度G保持在500～1000s^-1，混合時間10～30s；

(2)微污染水源水在經過混合設備絮凝后，進入沉淀池，沉淀時間為15～30min；

(3)經沉淀后的微污染水源水以8～12m·h^-1流速流過活性炭吸附濾池，停留時間10～20min，經過上述過程的處理后，微污染水源中溶解性有機氮的含量降低70～85％。

進一步地，微污染源水處理前溶解性有機氮的濃度為1.28mg·L^-1、溶解性有機碳的濃度為8.56mg·L^-1，經過混凝沉淀、活性炭吸附過濾后溶解性有機氮的濃度為0.23mg·L^-1、溶解性有機碳的濃度為3.05mg·L^-1。

上述混凝劑選自聚合氯化鋁或硫酸鋁中一種或兩種。

上述活性炭吸附濾池內活性炭填料層高為1.5～2.5m。

本發明的優點：本發明操作簡單、易行，能有效的去除微污染水源水中溶解性有機氮，為后續的處理和工藝參數控制提供保障。

本發明的基本原理如下：

(1)混凝劑在水解過程中形成的絮體呈現正電荷，可以吸附帶負電荷的DOM；同時，混凝劑的吸附架橋與網捕作用也去除DOM。被去除的DOM具有含氮官能團，主要以大分量有機物為主，DON可以在混凝過程中被去除，去除效果見圖1。