[發明專利]碳酸氫鹽/過氧化氫預氧化控制原水體中含氮消毒副產物生成的方法

有效

• 申請號: 201710400322.9
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107244727B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 楚文海;張迪;陳勝華;侯夢甜;丁順克
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/76
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松;孔翰

本發明提供了一種碳酸氫鹽/過氧化氫預氧化控制原水體中含氮消毒副產物生成的方法，其包括如下步驟：用堿調節含溶解性有機氮的原水體的pH值至7‐10，之后先投加碳酸氫鹽，再投加氧化劑，根據原水體中溶解性有機碳的含量和過氧化氫的剩余量，然后在避光環境下投加消毒劑反應24‐48h。本發明采用的碳酸氫鹽和過氧化氫均為環境友好型試劑，且產生的過一碳酸氫根自由基具有強氧化性，無反應選擇性，可降解所有的有機物；且本發明從源頭控制的角度提供了一種類芬頓預氧化體系去除消毒副產物的前體物的方法，可以有效控制自來水廠輸送水的鹵代硝基甲烷和鹵代乙酰胺等含氮消毒副產物，從而提高了飲用水的安全。

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種碳酸氫鹽/過氧化氫預氧化控制原水體中含氮消毒副產物生成的方法。

背景技術

消毒副產物是水中的有機物或無機物與消毒劑進行反應生成的一類對人體有致畸性、致癌和致突變作用的物質。三鹵甲烷作為發現并認證的第一種消毒副產物，已納入水質管理標準，隨后鹵乙酸類和鹵代呋喃酮類含碳消毒副產物相繼被發現。近年來，新型的含氮消毒副產物如鹵代酰胺、鹵乙腈及鹵代硝基甲烷陸續被識別出來，體外哺乳動物細胞實驗和倉鼠卵巢細胞彗星實驗表明，相對于含碳消毒副產物，含氮消毒副產物具有更高的基因毒性和細胞毒性。科學技術的進步促使各種抗生素、農藥以及各種新型合成材料的大規模使用，并隨人類的活動進入水源水中，在水廠處理中的消毒環節與消毒劑接觸發生反應從而生成消毒副產物，水源水質的復雜化勢必會產生更多的消毒副產物。含氮消毒副產物的控制研究變得尤為重要。

由Fe²⁺/H₂0₂組成的高級氧化工藝具有極強的氧化性，生成的羥基自由基活性因子無選擇性地高效去除前體物，但是反應條件受到pH值(2‐4)的限制，而且存在Fe²⁺流失的問題；而單獨的過氧化氫預氧化分解速率緩慢，預氧化效果不佳。

目前消毒副產物的控制方法可以概括為三個方面：(1)源頭控制消毒之前去除水中的前體物質，缺少了反應物，消毒副產物將無法生成；(2)過程控制主要是通過改變消毒工藝參數或消毒方式來降低消毒副產物在消毒過程中的形成。在保證消毒殺菌效果的基礎上改變消毒工藝參數，可以通過組合消毒代替原始的氯消毒減少氯的消毒劑量，從而控制消毒副產物的量；(3)末端控制對已經生成的消毒副產物進行去除，管網輸送過程中，前體物和余氯同時存在還會繼續產生消毒副產物，此種方式不能根除消毒副產物。

因此，在消毒之前，結合水廠實際情況，通過增加預處理措施來高效去除前體物，從而實現含氮消毒副產物的源頭控制，是一種行之有效的控制方法。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，目的是提供一種碳酸氫鹽/過氧化氫預氧化控制原水體中含氮消毒副產物生成的方法。

為達到上述目的，本發明的解決方案是：

一種碳酸氫鹽/過氧化氫預氧化控制原水體中含氮消毒副產物生成的方法，其包括如下步驟：

用堿調節含溶解性有機氮的原水體的pH值至7‐10，之后先投加碳酸氫鹽，所投加的碳酸氫鹽與原水體的溶解性有機氮的摩爾比為1‐20，再投加氧化劑，碳酸氫鹽和氧化劑的摩爾比為10‐100，根據原水體中溶解性有機碳的含量和過氧化氫的剩余量，然后在避光環境下投加消毒劑反應24‐48h。

其中，碳酸氫鹽和氧化劑的預氧化時間為1‐12小時，碳酸氫鹽選自碳酸氫鈉或碳酸氫鉀中的一種以上；氧化劑選自過碳酸鈉或過氧化氫中的一種以上；消毒劑為次氯酸。

優選地，堿選自氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種以上。

優選地，堿調節后的水體的pH值為7‐7.5。

優選地，原水體中的溶解性有機氮的初始濃度為0.1‐10mg/L。

優選地，消毒劑投加量的計算公式如下：