[發明專利]一種利用單過硫酸鹽原位控制氯胺消毒過程中碘代副產物的水處理方法

在審

• 申請號: 201710050369.7
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106830273A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 江進;李娟;龐素艷
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F101/12
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及一種水處理方法，具體涉及一種控制氯胺消毒過程中碘代副產物的水處理方法。

背景技術

氯胺作為消毒劑，穩定性好，穿透能力比氯強，在管網中的持續時間長，可以有效控制管網中的有害微生物的繁殖和生物膜的形成，很少產生三鹵甲烷(THMS)和鹵乙酸(HAAs)，產生致癌致突變的化合物也比較少。氯胺能夠將水中存在的碘離子(I^-)氧化為次碘酸(HOI)，但不能迅速將其氧化為碘酸根(IO₃^-)，因此生成的次碘酸就會與水中的天然有機物(NOM)反應形成碘代副產物，影響飲用水安全。目前，控制碘代副產物的方法主要是利用具有強氧化性的自由基對前體物或已形成的副產物進行氧化降解。

專利CN102381740A公開了一種基于過硫酸鹽/光聯用去除水中含氮消毒副產物的方法，利用過硫酸鹽/光聯用產生的大量自由基進攻含氮消毒副產物，實現脫氮、脫鹵。專利CN105668880A公開了一種控制水中氯代含氮消毒副產物的方法，利用紫外線輻照激活過硫酸鹽產生高氧化性的硫酸根自由基去除氯代消毒副產物的前體物。專利CN103359851A公開了一種飲用水中鹵代含氮消毒副產物的去除方法，將過硫酸鹽和過氧化氫投加到反應體系中，在具有羥基化表面催化劑的作用下產生強活性的硫酸根自由基和羥基自由基，產生的硫酸根自由基和羥基自由基再與碳酸鹽進一步反應生成碳酸根自由基，利用硫酸根自由基和碳酸根自由基選擇氧化的特點，分別對鹵代有機物和含氮有機物具有較好的選擇性降解效能。專利CN105906097A公開了一種控制水中碘代消毒副產物的方法及系統，利用鐵鹽活化過硫酸鹽產生的硫酸根自由基，將水中的碘離子氧化成無毒無害的碘酸鹽，并同步去除前體物，控制了碘代消毒副產物的生成。專利CN106045007A公開了利用過硫酸鹽催化臭氧氧化難降解碘化有機物控制碘代消毒副產物的水處理方法，通過過硫酸鹽催化臭氧分解產生羥基自由基和硫酸根自由基氧化碘化有機物脫碘生成羥基化產物，臭氧和過硫酸鹽將碘離子氧化生成次碘酸，臭氧進一步與次碘酸快速反應生成無毒無害的碘酸鹽，達到抑制次碘酸與水中有機物反應生成碘代副產物生成的目的。

因此，研究中一般認為單過硫酸鹽只能將碘離子(I^-)氧化為次碘酸(HOI)，不能進一步氧化為無毒無害的碘酸鹽(IO₃^2-)，如專利CN106045007A，但在本專利的研究中發現單過硫酸鹽能夠將碘離子(I^-)氧化為次碘酸(HOI)，并進一步氧化為碘酸鹽(IO₃^2-)。

發明內容

本發明的目的是解決氯胺消毒過程中易形成碘代消毒副產物的問題，提供一種利用單過硫酸鹽原位控制氯胺消毒過程中碘代副產物的水處理方法。

本發明的一種利用單過硫酸鹽原位控制氯胺消毒過程中碘代副產物的水處理方法是通過以下步驟實現的：在待處理水中投加氯胺進行消毒處理時，同時投加單過硫酸鹽溶液，保持攪拌狀態，即完成所述利用單過硫酸鹽原位控制氯胺消毒過程中碘代副產物的水處理方法，其中，單過硫酸鹽的濃度為0.1～100mg/L，所述待處理水為過濾處理后水或污水處理廠出水。

本發明的一種利用單過硫酸鹽原位控制氯胺消毒過程中碘代副產物的水處理方法中所述單過硫酸鹽為單過硫酸鉀、單過硫酸鈉中的一種或兩種按任意比組成的混合物。

本發明的一種利用單過硫酸鹽原位控制氯胺消毒過程中碘代副產物的水處理方法中所述單過硫酸鹽由單過硫酸鹽和堿的復合鹽代替，其中單過硫酸鹽和堿的摩爾比為1:1～10，堿的加入能調節水處理體系的pH值在6～9，有利于單過硫酸鹽電離；其中，堿為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀中的一種或其中幾種按任意比組成的混合物；過一硫酸鹽為過一硫酸鉀、過一硫酸鈉中的一種或兩種按任意比組成的混合物。

本發明一種利用單過硫酸鹽原位控制氯胺消毒過程中碘代副產物的水處理方法的原理：氯胺消毒過程中，由于其氧化性比較弱，只能將水中存在的碘離子(I^-)氧化為次碘酸(HOI)，生成的次碘酸就會與水中的天然有機物(NOM)反應形成碘代消毒副產物；當進行氯胺消毒時加入單過硫酸鹽(PMS)，利用其氧化性能夠將碘離子(I^-)氧化為次碘酸(HOI)，并進一步迅速將次碘酸氧化為無毒無害的碘酸鹽(IO₃^2-)，從而控制了碘代消毒副產物的生成。