[發明專利]一種飲用水處理中控制含鹵副產物產生的方法

有效

• 申請號: 201710369947.3
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN107244729B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 王玉玨;姚維坤;楊宏偉;付靜;余剛
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C02F1/78
• 分類號: C02F1/78;C02F1/461
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;陳征

本發明涉及一種飲用水處理中控制含鹵副產物產生的方法，所述待處理水體為地表水或地下水；所述待處理水體的TOC為0.5～3.5mg/L，其中疏水性天然有機物的百分比為40?70％，pH值為6.0～8.5，電導率大于150μS/cm；在處理的過程中，采用底部微孔曝氣方式，將O₃體積百分比為10～15％的O₂和O₃混合氣通入底部設有陰、陽電極的臭氧接觸塔，電極兩端通直流電；通入混合氣的同時，將所述待處理水體注入所述臭氧接觸塔。針對于本發明所述的水體，本發明所述的方法不僅可有效地實現對水體的凈化，而且凈化完成后有毒副產物的種類和含量少，不會給人體帶來副作用，適于飲用水的凈化。

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，特別涉及一種臭氧氧化與電化學相結合的水處理方法。

背景技術

天然有機物(NOM)廣泛存在于地表水和淺層地下水中，是由種類、分子量尺寸、結構功能團等不同的有機物組成的一類非常復雜的混合物。另外，氯離子廣泛存在于自然水體中，特別在沿海地區，地表水或地下水中氯離子濃度可高達幾百毫克升。在傳統的電化學水處理過程中，NOM會與陽極產生的氯氣發生反應：NOM+HOCl→三鹵甲烷(THMs)+鹵乙酸(HAAs)+其他消毒副產物(DBPs)。另外，對于常見的臭氧消毒，過程中也會直接產生三鹵甲烷和鹵乙酸等含鹵副產物。其中三鹵甲烷(THMs)和鹵乙酸(HAAs)已被確認為致癌、致畸、致突變的“三致”物質，對人體有嚴重的危害性。

電化學氧化法常常受到污染物的傳質限制而不能有效去除污染物，臭氧氧化也存在選擇性氧化問題存在。電催化臭氧技術作為一項有望改進傳統電化學和臭氧技術的新技術，不用二次處理，大大提升了水處理效果。

但電催化臭氧技術仍有許多關鍵的科學和技術問題需要進行系統研究。其中，含鹵副產物(包括無機鹵酸鹽和有機鹵代物)的產生與控制是決定電催化臭氧技術能否真正應用于水處理，特別是飲用水處理、污水深度處理回用等領域的核心問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種對特定的待處理水體中的污染物進行高效去除，且水體中的含鹵副產物的種類較少，濃度低的水處理方法。

本發明所述的方法包括如下步驟：待處理水體的TOC為0.5～3.5mg/L，其中疏水性天然有機物的百分比為40-70％，pH值為6.0～8.5，電導率大于150μS/cm；所述方法包括以下操作：

采用底部微孔曝氣方式，將O₃體積百分比為10～15％的O₂和O₃混合氣通入底部設有陰、陽電極的臭氧接觸塔，電極兩端通直流電；通入混合氣的同時，將所述待處理水體注入所述臭氧接觸塔，水力停留時間為10～20min，即時輸出水體，即可；

所述O₃的通入量與待處理水體TOC之比為0.3～3.0；

所述陰極端電流密度為0.3～3mA/cm²。

對于TOC為0.5～3.5mg/L，pH值為6.0～8.5，電導率大于150μS/cm的水體，由于其中的TOC的含量較低，在利用電催化臭氧技術對其進行處理的過程中，采用較為常規的操作即可有效去除水中污染物，但是對于疏水性天然有機物(指弱極性或無極性的有機物，如苯、多環芳烴等)的含量為40～70％的水體(即占TOC的百分含量)，采用上述技術在處理的過程中通常會產生含量較高的含鹵副產物，本申請的技術方案通過調整臭氧和電化學處理的條件，對待處理水進行處理后不僅可有效地去除水體中的有機物，而且處理后的水體中僅有少量二氯乙酸副產物的產生，不會產生三氯乙酸，同其他處理方法相比，可大大減少含鹵副產物的產生。而且，該方法對于水體中常見的微污染物，如藥物類微污染物和嗅味類微污染物可有效地去除。