[發明專利]一種去除泳池水中鹵乙酸類物質的方法

在審

• 申請號: 202210082522.5
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114349121A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 楊林燕;曹國民;趙慧慧;蔣杰倫;謝穎綺;朱琳;王玉海
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C02F1/44
• 分類號: C02F1/44;C02F103/42;C02F101/36;C02F101/34
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本發明提供了一種去除泳池水中鹵乙酸類物質的方法。該方法包括如下步驟：將膜材料裁剪后浸泡于含去離子水的玻璃瓶中24 h，取出后清洗待用；啟動納濾/反滲透系統，用去離子水在低壓下清洗膜系統，清洗結束后將膜片安裝在膜池中；將實際泳池水或模擬泳池水加入貯水槽，調節溫度、壓力和流量，系統運行穩定之后取樣檢測鹵乙酸類物質的濃度；鹵乙酸類物質的檢測方法是基于EPA 552.3提出的將水樣進行液液萃取衍生化處理后利用氣相色譜質譜檢測。本發明利用膜分離工藝去除泳池水中的鹵乙酸類物質，具有工藝簡單，操作簡便，去除率高等優點。

技術領域

本發明涉及水中消毒副產物的處理技術領域，特別涉及一種去除泳池水中鹵乙酸類物質的方法。

背景技術

游泳是近年來一項很受歡迎的運動和娛樂活動。游泳池通常采用氯氣、次氯酸鈉或次氯酸鈣等消毒劑進行消毒，以避免水體中病原微生物引發的傳染性疾病。然而，含氯消毒劑的大量使用以及泳池水停留時間長的特點，導致游泳池水中產生高濃度的鹵乙酸（HAAs）。鹵乙酸物質主要有九種，包括一氯乙酸 (MCAA)、二氯乙酸(DCAA)、三氯乙酸(TCAA)、一溴乙酸(MBAA)、二溴乙酸(DBAA)、三溴乙酸(TBAA)、一氯一溴乙酸(BCAA)、一溴二氯乙酸(BDCAA)和一氯二溴乙酸(CDBAA)。 由于HAAs具有潛在的遺傳毒性和致癌性，美國環境保護局（U.S. EPA）在飲用水常規監管指標中規定MCAA、DCAA、TCAA、MBAA和DBAA這五種鹵乙酸（HAA₅）的總濃度最高污染水平（MCL）不超過60 ug/L。《中國飲用水標準》（GB5749-2006）規定DCAA的MCL不超過50 ug/L，TCAA的MCL不超過100 ug /L。然而還未有泳池水水質標準將HAAs納入常規監管指標中。

前期文獻調研發現，泳池水中的HAAs水平通常比飲用水的MCL高幾個數量級。泳池水中的HAAs濃度含量最高可達3488 ug/L。泳池水含有大量生成鹵乙酸的前體物質，包括來自源水的天然有機物、游泳者的體液（尿液和汗液）以及從人體皮膚或尿液中釋放的個人護理產品（防曬霜、潤膚露、洗發水和其他化妝品）。因此，泳池水中的高濃度有機基質比飲用水（主要基質為天然有機物）更易生成消毒副產物。大量動物癌癥統計數據已證明飲用水中所含的HAAs具有致癌性和細胞毒性。其中，DCAA已被明確列入人體可能致癌物質范圍（2B），具有遺傳毒性。因此若游泳運動員長期暴露于高HAAs濃度的泳池水中，可能會對其健康產生很大的負面影響。鑒于泳池水中HAAs可能引起的健康風險，如何有效去除泳池水中的鹵乙酸成為本領域有待解決的技術問題。

傳統的泳池水處理系統（絮凝-砂濾-氯化）無法有效去除HAAs或HAAs的前體。因此針對泳池水中的基質特點，現主要采用高級氧化、生物降解和膜分離等工藝來去除HAAs。高級氧化以羥基自由基（·OH）為活性成分，利用UV、H₂O₂或O₃可有效降解水環境中的HAAs。然而泳池水中常見的腐殖酸、硝酸鹽、氯化物、硫酸鹽會屏蔽·OH從而影響HAAs的光降解效率。此外，HAAs通常會降解為更小分子量的有機物，這些有機物的毒性仍然未知。生物降解是去除水系統中HAAs的有效工藝，但其應用受限于泳池水中高濃度的消毒劑殘留，消毒劑的強氧化性可能會使相應的生物降解菌失活。此外，水溫、停留時間、有機物組成等其他參數也會影響生化降解HAAs的效率。膜分離工藝已被廣泛應用于去除痕量污染物，具有原理簡單、操作方便、污染物去除效率高的特點。在泳池水的溶液pH（6.0-7.0）下，大部分聚酰胺基膜表面帶負電荷，pK_a值在0.05-2.73之間的HAA會解離為陰離子形式，電荷排斥作用的增強有利于HAAs的截留。因此，本文的目標是通過膜分離工藝驗證一種高效易操作的泳池水中HAAs的去除方法。

發明內容

本發明目的旨在提供一種去除泳池水中鹵乙酸類物質的方法，利用一種操作便捷的方法有效控制泳池水中的鹵乙酸濃度。

為了實現上述目的，本發明采取了以下技術方案。本發明利用反滲透和納濾膜去除泳池水中的鹵乙酸類物質，具體按如下步驟進行：

(1)膜清洗