[發明專利]一種氯化/紫外耦合去除飲用水中氨氮的方法

無效

• 申請號: 201510295967.1
• 申請日: 2015-06-02
• 公開（公告）號: CN104860458A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 李偉光;張欣然;王筱菊;任鵬飛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明屬于水處理領域，尤其涉及一種氯化/紫外耦合去除飲用水中氨氮的方法。

背景技術

我國水體中的氨氮污染日益嚴重，嚴重威脅人類的健康。氨氮污染會造成降低水處理效率、產生有毒的消毒副產物、影響供水管網生物穩定性等一系列問題，為了保證供水安全，我國的生活飲用水衛生標準(GB5749-2006)已經明確規定了供水廠出水的氨氮濃度要低于0.5mg/L。

目前，氨氮處理的主要方法是吸附法和折點氯化法。吸附法是利用沸石和活性炭對氨氮的吸附性，將水中的氨氮吸附至沸石和活性炭內。但沸石對氨氮的吸附效率較低，降低了水處理效率；吸附劑成本較高且需要定期更換，且若反沖洗不及時會導致更嚴重的氨氮污染。折點氯化法是水廠中最普遍應用的氨氮控制方法。在水中沒有氨氮的情況，氯的主要作用是去除水中的細菌、病毒等微生物，起消毒作用的投氯量為0.5～2mg/L。但是，如果水中存在1mg/L的氨氮，則投氯量需增加至9～10mg/L，是消毒投氯量的8倍以上。大量投氯不但增加了氯的藥劑費用，同時產生了大量的有毒的消毒副產物，嚴重威脅了人類健康。

已有專利報道了紫外和氯連用工藝，但處理對象不同。已公開專利《一種水的紫外光催化消毒與氯消毒聯用的消毒方法》(申請號：200810198811.1)的目的是提高消毒效率。其方法為向水樣中投加催化劑(二氧化鈦、過氧化氫或臭氧)發生紫外光催化反應，利用產生的自由基氧化微生物的DNA，同時利用與氯化消毒破壞細菌的酶系統，從而滅活或殺死致病性微生物。而使細菌死亡。此專利的缺點是催化劑的投加不但增大處理成本而且引入新的化學污染(如二氧化鈦殘余物)。

發明內容

本發明是為解決現有氯化去除氨氮方法存在的投加藥劑量大導致處理成本高以及產生有毒副產物污染的問題，而提供一種氯化/紫外耦合去除飲用水中氨氮的方法。

本發明的一種氯化/紫外耦合去除飲用水中氨氮的方法如下：

將投氯設備、管式混合器和管式紫外反應器串聯，將氯化劑經投氯設備加入到待處理水樣中，含氯化劑的待處理水樣經管式混合器混合均勻，然后再流經帶有紫外燈管的管式紫外反應器，實現氨氮的去除；

所述的含氯化劑的待處理水樣中有效氯質量濃度為含氯化劑的待處理水樣中氨氮質量濃度的3～4倍；

所述的管式紫外反應器內水層厚度小于5cm，所述的管式紫外反應器內水流速度為0.5m/s～1.5m/s；

所述的紫外燈管的輻射波長為220nm～375nm，所述的紫外燈管的紫外計量為40mJ/cm²～1000mJ/cm²。

本發明的原理為：有效氯質量濃度與氨氮質量濃度在(3～4):1時發生取代反應產生氯氨；氯氨中的氯-氮鍵容易吸收紫外光的光能而發生化學鍵斷裂以降解氨氮；同時化學鍵的斷裂生成多種自由基(氯自由基，羥氨自由基和羥基自由基)，進一步氧化去除氨氮。

本發明的優點為：

與現有折點氯化技術相比，本發明的氯劑投加量是現有技術(折點氯化)投氯量的一半，不但降低了運行成本，并且避免了氯化副產物(如三鹵甲烷，鹵乙酸，鹵乙腈等)的產生。同時，本發明無需外加催化劑，處理過程簡單易行，同時此方法也可同時水中其他污染物(如有機物、其他含氮污染物等)，可以作為水處理的預處理、深度處理單元。

本發明不但適用于新水廠，也適用于舊水廠的升級改造，管式紫外反應器節省占地面積并容易安置和運行，降低水廠的改造成本。

附圖說明

圖1是本發明的工藝流程圖；其中1為投氯設備，2為管式混合器，3為管式紫外反應器，4為進水池，5為出水池，6進藥泵，7為進水泵，8為流量計，9為進水取樣口，10為出水取樣口；

圖2為試驗一與對照組1和對照組2氨氮去除效果對比圖；其中—▲—為試驗一，—■—為對照組1，—●—為對照組2方法。

具體實施方式:

具體實施方式一：本實施方式一種氯化/紫外耦合去除飲用水中氨氮的方法如下：

將投氯設備、管式混合器和管式紫外反應器串聯，將氯化劑經投氯設備加入到待處理水樣中，含氯化劑的待處理水樣經管式混合器混合均勻，然后再流經帶有紫外燈管的管式紫外反應器，實現氨氮的去除；

所述的含氯化劑的待處理水樣中有效氯質量濃度為含氯化劑的待處理水樣中氨氮質量濃度的3～4倍；

所述的管式紫外反應器內水層厚度小于5cm，所述的管式紫外反應器內水流速度為0.5m/s～1.5m/s；