[發明專利]一種光敏藥劑及飲用水中硝酸鹽、亞硝酸鹽和氯消毒副產物的同步去除方法

在審

• 申請號: 201410214139.6
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN103964559A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 李旭春;顧霖;金增峰;徐慧;謝碧煌;滕龍;潘丙才
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C02F1/58
• 分類號: C02F1/58;C02F1/32
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，更具體地說，涉及一種利用活性光敏藥劑，以及該光敏藥劑與紫外光聯用實現市政管網終端飲用水中的硝酸鹽、亞硝酸鹽和氯消毒副產物的同步去除方法。

背景技術

隨著現代工業和農業的快速發展，大量氮類污染物經排放進入環境，造成國內大多數的飲用水水源受到了的嚴重污染。其中最典型的是硝酸鹽與亞硝酸鹽。飲用水的硝酸鹽與亞硝酸鹽，不僅能夠引發藍嬰綜合癥，還可通過生化過程，轉化為亞硝胺類等高毒性污染物，并誘發糖尿病、生殖毒性及癌癥等多種流行病，進而危害公共健康。飲用水經市政給水廠加氯消毒后會產生大量具有具有“三致“作用(致畸、致癌、致突變)的消毒副產物。目前在氯化消毒的飲水中已經監測到400多種鹵代化消毒副產物，包括：(1)鹵代烷烴類；(2)鹵代羧酸類；(3)鹵乙腈類；(4)以及其他如多氯聯苯、氯化呋喃酮等氯化消毒副產物。其中最典型的三氯甲烷和氯乙酸，已被美國環保局列為可致癌物質之一。因此，衛生部在2006年針對生活飲用水頒布了《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)的強制執行標準。其中規定，硝酸鹽的控制標準為10mg/L，亞硝酸鹽為1mg/L，三氯甲烷為0.06mg/L以及三氯乙酸為0.1mg/L。然而，目前國內的絕大多數飲用水源受到了硝酸鹽和/或亞硝酸鹽污染，造成飲用水中氮的超標；同時水中大量有機物的污染及微生物污染，使得水廠在消毒過程中投加大量的氯消毒劑而造成消毒副產物的超標。飲用水水中的這些毒性物質，嚴重威脅了公共健康，因此亟需對這些污染物進行有效控制。目前，針對硝酸鹽和亞硝酸鹽的方法主要有：微生物代謝、離子交換、納濾及反滲透、電化學、光催化、吸附劑吸附、金屬還原等方法；針對消毒副產物的控制方法主要有：曝氣法、活性炭吸附法及膜分離法。在化學反應原理上，鑒于無機的硝酸鹽/亞硝鹽與有機的消毒副產物在化學性質上差異巨大，上述這些技術均無法實現對硝酸鹽/亞硝酸鹽和氯消毒副產物的同步去除；在技術層面，目前這些方法因安全性、穩定性、可靠性、成本、二次污染及運行維護的問題還未用于絕大多數的飲用水水廠。市政飲用水廠的常規處理工藝對于硝酸鹽和亞硝酸鹽幾乎基本沒有去除效果；同時，為了保持管網的余氯，氯化消毒是常規飲用水處理工藝的最后環節，所以市政供水廠一般不會專門增加針對消毒副產物的處理工藝。因此，水源水中的硝酸鹽和亞硝酸鹽以及氯化消毒過程中產生的消毒副產物就會進入市政供水管網而到達終端用戶，會產生潛在的公共健康風險。然而，目前還沒有一種針對終端飲用水的能夠同步去除硝酸鹽、亞硝酸鹽和氯消毒副產物的控制技術。

申請號：200910073449.X，申請日：2009-12-18的專利文獻公開了一種光促脫鹵復合藥劑/光聯用去除水中鹵代有機物的方法。它解決了現有采用氣提法、活性炭吸附法、電化學去除法、高級氧化法、過渡金屬催化還原法、真空紫外或反應性滲透墻技術去除水中鹵代有機物存在的各種弊端。方法：向含鹵代有機物的水中投加光促脫鹵復合藥劑并攪拌，然后光輻照。本發明不需要多級去除、不需要昂貴的氧化劑和催化劑、不產生二次污染、不需要昂貴的真空紫外光源和高能輻射源、可利用普通廉價的紫外波普光源,甚至拓展到可見光，提高光能量的利用效率、可快速的去除鹵代有機物，可方便的設計反應器,滿足各種不同水體的需要，管理方便,能夠保障水質安全。但是該方法，所產生的活性物種活性較弱、過程中量子產率較低、對污染物的選擇性差、適應水質本底的能力弱，僅能實現對部分消毒副產物的降解；產生的活性物種會被水中的溶解氧消耗而猝滅，造成效率偏低；無法產生大量的還原性活性物種，進而很難實現對高價態的硝態氮進行脫氮處理。

綜上所述，終端飲用水中的硝酸鹽、亞硝酸鹽和氯消毒副產物仍是目前水處理領域的一個巨大挑戰，亟需開發一種能夠對這些污染物實現同步去除的技術。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明針對目前終端飲用水中硝酸鹽、亞硝酸鹽和氯消毒副產物控制方法缺乏的技術現狀，提出了一種光敏藥劑及飲用水中硝酸鹽、亞硝酸鹽和氯消毒副產物的同步去除方法。本發明提供的技術方案安全、高效、可靠、方便，可用于多種終端用水的處理，從而保障飲用水水質安全。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

一種光敏藥劑，它由以下2種組分按照一定質量百分比復合而成：

A組分，20％-40％；

B組分，60％-80％；

其中，A組分為以下3種物質中的至少一種：

(1)氫氧化鈉或氫氧化鉀；

(2)高錳酸鉀或高錳酸鈉；