CN107244727A - 碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法 - Google Patents
碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107244727A CN107244727A CN201710400322.9A CN201710400322A CN107244727A CN 107244727 A CN107244727 A CN 107244727A CN 201710400322 A CN201710400322 A CN 201710400322A CN 107244727 A CN107244727 A CN 107244727A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bicarbonate
- raw water
- hydrogen peroxide
- products
- disinfection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 98
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 75
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 title claims abstract description 56
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 claims abstract description 19
- 125000001477 organic nitrogen group Chemical group 0.000 claims abstract description 16
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 21
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 17
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 14
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 14
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 5
- VTIIJXUACCWYHX-UHFFFAOYSA-L disodium;carboxylatooxy carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)OOC([O-])=O VTIIJXUACCWYHX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical group ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000028 potassium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000015497 potassium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011736 potassium bicarbonate Substances 0.000 claims description 3
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogencarbonate Chemical compound [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229940045872 sodium percarbonate Drugs 0.000 claims description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 abstract description 11
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 abstract description 3
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 5
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- -1 bicarbonate free radical Chemical class 0.000 description 3
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N Methyl tert-butyl ether Chemical compound COC(C)(C)C BZLVMXJERCGZMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 2
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- LYGJENNIWJXYER-BJUDXGSMSA-N nitromethane Chemical class [11CH3][N+]([O-])=O LYGJENNIWJXYER-BJUDXGSMSA-N 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- RENMDAKOXSCIGH-UHFFFAOYSA-N Chloroacetonitrile Chemical compound ClCC#N RENMDAKOXSCIGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000699800 Cricetinae Species 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 150000003869 acetamides Chemical class 0.000 description 1
- 150000007960 acetonitrile Chemical class 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000009303 advanced oxidation process reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- CGKPGVZMSKVVOF-UHFFFAOYSA-N chloro(nitro)methane Chemical compound [O-][N+](=O)CCl CGKPGVZMSKVVOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXIVSQZSERGHQP-UHFFFAOYSA-N chloroacetamide Chemical compound NC(=O)CCl VXIVSQZSERGHQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 150000002241 furanones Chemical class 0.000 description 1
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 231100000024 genotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000001738 genotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N hydroxyl Chemical compound [OH] TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000622 liquid--liquid extraction Methods 0.000 description 1
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000012982 microporous membrane Substances 0.000 description 1
- 231100000219 mutagenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003505 mutagenic effect Effects 0.000 description 1
- 210000001672 ovary Anatomy 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L peroxydisulfate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 231100000378 teratogenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003390 teratogenic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/722—Oxidation by peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/76—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with halogens or compounds of halogens
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/04—Disinfection
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/02—Specific form of oxidant
- C02F2305/026—Fenton's reagent
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Abstract
本发明提供了一种碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法，其包括如下步骤：用碱调节含溶解性有机氮的原水体的pH值至7‐10，之后先投加碳酸氢盐，再投加氧化剂，根据原水体中溶解性有机碳的含量和过氧化氢的剩余量，然后在避光环境下投加消毒剂反应24‐48h。本发明采用的碳酸氢盐和过氧化氢均为环境友好型试剂，且产生的过一碳酸氢根自由基具有强氧化性，无反应选择性，可降解所有的有机物；且本发明从源头控制的角度提供了一种类芬顿预氧化体系去除消毒副产物的前体物的方法，可以有效控制自来水厂输送水的卤代硝基甲烷和卤代乙酰胺等含氮消毒副产物，从而提高了饮用水的安全。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮 消毒副产物生成的方法。
背景技术
消毒副产物是水中的有机物或无机物与消毒剂进行反应生成的一类对人体有致畸性、致 癌和致突变作用的物质。三卤甲烷作为发现并认证的第一种消毒副产物，已纳入水质管理标 准，随后卤乙酸类和卤代呋喃酮类含碳消毒副产物相继被发现。近年来，新型的含氮消毒副 产物如卤代酰胺、卤乙腈及卤代硝基甲烷陆续被识别出来，体外哺乳动物细胞实验和仓鼠卵 巢细胞彗星实验表明，相对于含碳消毒副产物，含氮消毒副产物具有更高的基因毒性和细胞 毒性。科学技术的进步促使各种抗生素、农药以及各种新型合成材料的大规模使用，并随人 类的活动进入水源水中，在水厂处理中的消毒环节与消毒剂接触发生反应从而生成消毒副产 物，水源水质的复杂化势必会产生更多的消毒副产物。含氮消毒副产物的控制研究变得尤为 重要。
由Fe2+/H202组成的高级氧化工艺具有极强的氧化性，生成的羟基自由基活性因子无选择 性地高效去除前体物，但是反应条件受到pH值(2‐4)的限制，而且存在Fe2+流失的问题； 而单独的过氧化氢预氧化分解速率缓慢，预氧化效果不佳。
目前消毒副产物的控制方法可以概括为三个方面：(1)源头控制消毒之前去除水中的前 体物质，缺少了反应物，消毒副产物将无法生成；(2)过程控制主要是通过改变消毒工艺参 数或消毒方式来降低消毒副产物在消毒过程中的形成。在保证消毒杀菌效果的基础上改变消 毒工艺参数，可以通过组合消毒代替原始的氯消毒减少氯的消毒剂量，从而控制消毒副产物 的量；(3)末端控制对已经生成的消毒副产物进行去除，管网输送过程中，前体物和余氯同 时存在还会继续产生消毒副产物，此种方式不能根除消毒副产物。
因此，在消毒之前，结合水厂实际情况，通过增加预处理措施来高效去除前体物，从而 实现含氮消毒副产物的源头控制，是一种行之有效的控制方法。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，目的是提供一种碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含 氮消毒副产物生成的方法。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法，其包括如下步 骤：
用碱调节含溶解性有机氮的原水体的pH值至7‐10，之后先投加碳酸氢盐，所投加的碳 酸氢盐与原水体的溶解性有机氮的摩尔比为1‐20，再投加氧化剂，碳酸氢盐和氧化剂的摩尔 比为10‐100，根据原水体中溶解性有机碳的含量和过氧化氢的剩余量，然后在避光环境下投 加消毒剂反应24‐48h。
其中，碳酸氢盐和氧化剂的预氧化时间为1‐12小时，碳酸氢盐选自碳酸氢钠或碳酸氢钾 中的一种以上；氧化剂选自过碳酸钠或过氧化氢中的一种以上；消毒剂为次氯酸。
优选地，碱选自氢氧化钠或氢氧化钾中的一种以上。
优选地，碱调节后的水体的pH值为7‐7.5。
优选地，原水体中的溶解性有机氮的初始浓度为0.1‐10mg/L。
优选地，消毒剂投加量的计算公式如下：
Cl2(mg/L)＝(5‐20)×DOC(mg/L)+H2O2剩余量(mg/L)×2.09。
优选地，投加消毒剂的剂量中余氯为1‐2mg/L。
优选地，投加后的原水体中碳酸氢盐的浓度为200‐300mg/L。
优选地，投加后的原水体中过氧化氢的浓度为5‐50mg/L。
优选地，避光反应的温度为20±2℃。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
第一、本发明采用的碳酸氢盐和过氧化氢均为环境友好型试剂，且产生的过一碳酸氢根 自由基具有强氧化性，无反应选择性，可降解所有的有机物，相比一些预氧化控制消毒副产 物的工艺中加入高锰酸钾或过硫酸盐等试剂在控制消毒副产物生成的同时，向水中引入新的 离子而言更环保安全。
第二、本发明的反应条件温和(pH值为7‐10)，且一般的天然水体的pH为中性或弱碱 性，在实际进行水厂预处理时，无需调节pH值，从而节省了人力、物力和财力。
第三、本发明从源头控制的角度提供了一种类芬顿预氧化体系去除消毒副产物的前体物 的方法，可以有效控制自来水厂输送水的卤代硝基甲烷和卤代乙酰胺等含氮消毒副产物，从 而提高了饮用水的安全。
具体实施方式
本发明提供了一种碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法。
一种碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法，其包括如下步 骤：
用碱调节含溶解性有机氮的原水体的pH值至7‐10，之后先投加碳酸氢盐，所投加的碳 酸氢盐与原水体的溶解性有机氮的摩尔比为1‐20，再投加氧化剂，碳酸氢盐和氧化剂的摩尔 比为10‐100，根据原水体中溶解性有机碳的含量和过氧化氢的剩余量，然后在避光环境下投 加消毒剂之后立即用带有聚四氟乙烯垫片的螺旋盖密封，继续反应24‐48h，从而进行控制含 氮消毒副产物的生成。
其中，碳酸氢盐和氧化剂的预氧化时间为1‐12小时；碳酸氢盐选自碳酸氢钠或碳酸氢钾 中的一种以上；氧化剂选自过碳酸钠或过氧化氢中的一种以上；消毒剂为次氯酸。
使用时，将消毒剂稀释到有效氯含量为10mg/L左右，并置于棕色试剂瓶中避光保存。
用带有聚四氟乙烯垫片的螺旋盖密封的目的是：一方面防止外界环境中杂质的干扰，另 一方面防止消毒剂的挥发。
实际上，碱选自氢氧化钠或氢氧化钾中的一种以上。
碱调节后的水体的pH值可以为7‐10，优选为7‐7.5，更优选为7.5。
原水体中的溶解性有机氮的初始浓度可以为0.1‐10mg/L，优选为5mg/L。
碳酸氢盐投加量和过氧化氢投加量均可以根据实际水体的溶解性有机氮浓度、pH值、浊 度和色度来确定。
消毒剂投加量的计算公式如下：
Cl2(mg/L)＝(5‐20)×DOC(mg/L)+H2O2剩余量(mg/L)×2.09。
其中，测定过氧化氢剩余量的方法为：用盐酸调节原水体的pH值为0.2‐0.5，接着加入 偏钒酸铵(作为显色剂)，然后用紫外分光光度计测量波长为455nm时的吸光度，按照朗伯 比尔定律计算出过氧化氢的浓度，再进一步确定过氧化氢的剩余量。
原水体中溶解性有机碳DOC(Dissolved Organic Carbon)的测定方法为：将水样通过 0.45μm滤膜，再用岛津TOC‐L仪器进行测定。
投加的消毒剂的剂量中余氯为1‐2mg/L。
投加后的原水体中碳酸氢盐的浓度可以为200‐300mg/L，优选为200mg/L。
投加后的原水体中过氧化氢的浓度可以为5‐50mg/L，优选为15mg/L。
实际上，碳酸氢盐和过氧化氢都相对容易获得，过氧化氢分解产生氧气和水，碳酸氢盐 在天然水体中大量存在，浓度很高(50‐200mg/L)，即碳酸氢盐便宜易获得，均属于环境友好 型试剂，不会造成污染，用碳酸氢盐活化过氧化氢，投加方便且易于操作。
碳酸氢盐和过氧化氢的反应方程式如下：
H202+HCO3 -→H2O+HCO4 - (2)
其中，碳酸氢根活化过氧化氢生成的过一碳酸氢根自由基可以将有机物氧化，其反应活 性是过氧化氢的100倍以上，可大大提高预氧化效果，而且适用的pH为中性或弱碱性(7‐10)。
能与消毒剂反应生成消毒副产物的物质称之为前体物，控制消毒副产物最有效的方法就 是在氯消毒之前去除前体物，而传统的混凝、沉淀、过滤、消毒处理无法去除低分子量、低 疏水性前体物，而含氮消毒副产物的典型前体物为氨基酸等溶解性有机氮。而本发明的过一 碳酸氢根自由基具有强氧化性，可以无选择性的氧化这些前体物从而将其去除，从源头上抑 制了含氮消毒副产物的生成。
避光反应的温度可以为20±2℃，优选为20℃；反应时间可以为24‐48h，优选为24h。
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
本实施例的碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法包括如 下步骤：
使用氢氧化钠调节含初始浓度为5mg/L的溶解性有机氮的原水体的pH值为7.5，之后投 加浓度为200mg/L的碳酸氢钠溶液，再投加浓度为15mg/L的过氧化氢溶液进行反应；根据 原水体中溶解性有机碳DOC的含量和过氧化氢的剩余量，投加有效氯，立即用带有聚四氟乙 烯垫片的螺旋盖密封，充分混合后，存放于恒温箱中避光反应24h，同时保持温度为20℃， 从而进行控制含氮消毒副产物的生成。
实施例2：
本实施例的碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法包括如 下步骤：
使用氢氧化钠调节含初始浓度为10mg/L的溶解性有机氮的原水体的pH值为7.0，之后 投加浓度为300mg/L的碳酸氢钠溶液，再投加浓度为20mg/L的过氧化氢溶液进行反应；根 据原水体中溶解性有机碳DOC的含量和过氧化氢的剩余量，投加有效氯，立即用带有聚四氟 乙烯垫片的螺旋盖密封，充分混合后，存放于恒温箱中避光反应24h，同时保持温度为20℃， 从而进行控制含氮消毒副产物的生成。
实施例3：
本实施例的碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法包括如 下步骤：
使用氢氧化钠调节含初始浓度为1mg/L的溶解性有机氮的原水体的pH值为9.0，之后投 加浓度为300mg/L的碳酸氢钠溶液，再投加浓度为10mg/L的过氧化氢溶液进行反应；根据 原水体中溶解性有机碳DOC的含量和过氧化氢的剩余量，投加有效氯，立即用带有聚四氟乙 烯垫片的螺旋盖密封，充分混合后，存放于恒温箱中避光反应24h，同时保持温度为20℃， 从而进行控制含氮消毒副产物的生成。
实施例4：
本实施例的碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法包括如 下步骤：
使用氢氧化钠调节含初始浓度为0.1mg/L的溶解性有机氮的原水体的pH值为8.0，之后 投加浓度为250mg/L的碳酸氢钠溶液，再投加浓度为15mg/L的过氧化氢溶液进行反应；根 据原水体中溶解性有机碳DOC的含量和过氧化氢的剩余量，投加有效氯，立即用带有聚四氟 乙烯垫片的螺旋盖密封，充分混合后，存放于恒温箱中避光反应24h，同时保持温度为20℃， 从而进行控制含氮消毒副产物的生成。
将上述实施例的产品作为材料分别进行如下实验。
含氮消毒副产物的测定方法为：首先将预氧化后的水样进行液液萃取，即：将水样通过 0.45μm微孔滤膜，向水样中投加一定量的抗坏血酸，以消去水中的余氯，抗坏血酸的投加量 (以摩尔浓度计)是水中余氯的2‐3倍，再向放有20ml水样的试管中投加2g无水硫酸钠(或 无水氯化钠)，置于试管振荡器上振荡，使得无水硫酸钠充分溶解，水样液面有所上升；之后 投加2ml甲基叔丁基醚(作为萃取剂)并置于试管振荡器上振荡2min，静置5min，用移液 枪吸取上层1ml萃取剂溶液并置于进样瓶中，将进样瓶置于自动进样器中，接着采用气相色 谱质谱联用仪进行测定，测试结果如表1所示。
其中，上述仪器的参数设置如下：采用RTX‐5MS毛细管柱(柱长为30m，内径为0.25mm， 膜后2.5μm)，检测载气为高纯氦气，载气流量控制方式为压力控制，柱头压力为100‐140KPa， 载气流速为58ml/min，进样量为1μl，进样方式为无分流，进样口温度为180℃，质谱检测器 温度为250℃，离子源为电子轰击离子源(EI)，电子能量为70ev，扫描质量范围为30‐300m/z， 检测模式为选择离子检测(SIM)，溶剂延迟2.5min，升温程序初始温度为40℃，保持10min， 再以10℃/min的速率升温至240℃，再保持5min。
表1水体中生成含氮消毒副产物的下降率
从表1可知，抑制含氮消毒副产物生成的方法对氯代乙腈有很好的控制作用(氯代硝基 甲烷生成量的下降率为40.8‐50.2％，氯代乙酰胺的生成量的下降率为36.4‐56.8％)远低于饮用 水安全阀值，因此本发明的抑制含氮消毒副产物生成的方法对含氮消毒副产物形成同样具有 很好的抑制作用。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉 本领域技术人员显然可以容易的对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用 到其他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例。本领域技术 人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范 围之内。
Claims (9)
1.一种碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法，其特征在于：其包括如下步骤：
用碱调节含溶解性有机氮的原水体的pH值至7‐10，之后先投加碳酸氢盐，所投加的碳酸氢盐与原水体的溶解性有机氮的摩尔比为1‐20，再投加氧化剂，所述碳酸氢盐和所述氧化剂的摩尔比为10‐100，根据原水体中溶解性有机碳的含量和过氧化氢的剩余量，然后在避光环境下投加消毒剂反应24‐48h；
所述碳酸氢盐和所述氧化剂的预氧化时间为1‐12小时；
所述碳酸氢盐选自碳酸氢钠或碳酸氢钾中的一种以上；
所述氧化剂选自过碳酸钠或过氧化氢中的一种以上；
所述消毒剂为次氯酸。
2.根据权利要求1所述的碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法，其特征在于：所述碱选自氢氧化钠或氢氧化钾中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法，其特征在于：所述碱调节后的水体的pH值为7‐7.5。
4.根据权利要求1所述的碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法，其特征在于：所述原水体中的溶解性有机氮的初始浓度为0.1‐10mg/L。
5.根据权利要求1所述的碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法，其特征在于：所述消毒剂投加量的计算公式如下：
Cl2(mg/L)＝(5‐20)×DOC(mg/L)+H2O2剩余量(mg/L)×2.09。
6.根据权利要求1所述的碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法，其特征在于：所述投加消毒剂的剂量中余氯为1‐2mg/L。
7.根据权利要求1所述的碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法，其特征在于：所述投加后的原水体中碳酸氢盐的浓度为200‐300mg/L。
8.根据权利要求1所述的碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法，其特征在于：所述投加后的原水体中过氧化氢的浓度为5‐50mg/L。
9.根据权利要求1所述的碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法，其特征在于：所述避光反应的温度为20±2℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710400322.9A CN107244727B (zh) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | 碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710400322.9A CN107244727B (zh) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | 碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107244727A true CN107244727A (zh) | 2017-10-13 |
| CN107244727B CN107244727B (zh) | 2020-08-28 |
Family
ID=60018441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710400322.9A Active CN107244727B (zh) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | 碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107244727B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110606597A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-24 | 崔玉祥 | 一种高效去除废水cod的处理方法 |
| CN111362497A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-07-03 | 同济大学 | 一种磁性离子交换树脂结合纳滤处理溴代消毒副产物前体物方法 |
| CN115745137A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-03-07 | 成都理工大学 | 一种用芬顿体系处理碱性废水的方法 |
| CN115872516A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-03-31 | 成都理工大学 | 一种碳酸氢盐共存条件下芬顿体系的废水处理方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103359851A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-10-23 | 浙江大学 | 一种饮用水中卤代含氮消毒副产物的去除方法 |
-
2017
- 2017-05-31 CN CN201710400322.9A patent/CN107244727B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103359851A (zh) * | 2013-07-12 | 2013-10-23 | 浙江大学 | 一种饮用水中卤代含氮消毒副产物的去除方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DAVID ERICHARDSON 等: ""Methionine oxidation by peroxymonocarbonate, a reactive oxygen species formed from CO2/bicarbonate and hydrogen peroxide"", 《FREE RADICAL BIOLOGY AND MEDICINE》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110606597A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-24 | 崔玉祥 | 一种高效去除废水cod的处理方法 |
| CN111362497A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-07-03 | 同济大学 | 一种磁性离子交换树脂结合纳滤处理溴代消毒副产物前体物方法 |
| CN111362497B (zh) * | 2020-03-20 | 2021-07-16 | 同济大学 | 一种磁性离子交换树脂结合纳滤处理溴代消毒副产物前体物方法 |
| CN115745137A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-03-07 | 成都理工大学 | 一种用芬顿体系处理碱性废水的方法 |
| CN115872516A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-03-31 | 成都理工大学 | 一种碳酸氢盐共存条件下芬顿体系的废水处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107244727B (zh) | 2020-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105668880B (zh) | 一种控制水中氯代含氮消毒副产物的方法 | |
| Mao et al. | Accelerated oxidation of iopamidol by ozone/peroxymonosulfate (O3/PMS) process: Kinetics, mechanism, and simultaneous reduction of iodinated disinfection by-product formation potential | |
| Gu et al. | Hydrated electron based decomposition of perfluorooctane sulfonate (PFOS) in the VUV/sulfite system | |
| CN107244727B (zh) | 碳酸氢盐/过氧化氢预氧化控制原水体中含氮消毒副产物生成的方法 | |
| Bichsel et al. | Oxidation of iodide and hypoiodous acid in the disinfection of natural waters | |
| Zhang et al. | A comparison of iodinated trihalomethane formation from chlorine, chlorine dioxide and potassium permanganate oxidation processes | |
| Yang et al. | Effect of vacuum ultraviolet on ultrasonic defluorination of aqueous perfluorooctanesulfonate | |
| CN105712549B (zh) | 一种抑制水中溴代含氮消毒副产物形成的方法 | |
| Wang et al. | Phenylurea herbicide degradation and N-nitrosodimethylamine formation under various oxidation conditions: Relationships and transformation pathways | |
| CN101524583A (zh) | 一种降解全氟取代化合物的方法 | |
| CN104163467A (zh) | 紫外线协同二氧化氯水处理装置及处理方法 | |
| CN103412063A (zh) | 一种测定水中碘类甲烷消毒副产物生成潜能的方法 | |
| CN102507892B (zh) | 一种测定饮用水中新型含氮消毒副产物三氯乙酰胺生成潜能的方法 | |
| CN110282693A (zh) | 一种紫外/氯组合工艺去除水中碘帕醇的方法 | |
| CN110498499A (zh) | 一种降低饮用水中消毒副产物浓度的消毒剂 | |
| CN109231417A (zh) | 一种利用膜接触器进行水的臭氧化消毒和溴化最小化的方法 | |
| Li et al. | Efficient defluorination of PFOA by vacuum ultraviolet coupling with sulfite and iodide | |
| CN104876278B (zh) | 一种高铁酸钾的雾化制备法 | |
| CN204058016U (zh) | 一种紫外线协同二氧化氯水处理装置 | |
| CN113371901B (zh) | 一种控制饮用水中溴酸盐及溴代消毒副产物的方法 | |
| JP2021137805A (ja) | 水処理方法および水処理装置 | |
| CN111362497A (zh) | 一种磁性离子交换树脂结合纳滤处理溴代消毒副产物前体物方法 | |
| CN116002842B (zh) | 碳纳米管负载型催化剂活化过氧乙酸降解卡马西平的方法 | |
| CN110282695A (zh) | 一种紫外/氯组合工艺去除水中苯脲类除草剂异丙隆的方法 | |
| CN112778227B (zh) | 一种在碱性条件下实现三嗪津类除草剂阿特拉津脱毒的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chu Wenhai Inventor after: Zhang Di Inventor after: Chen Shenghua Inventor after: Hou Mengtian Inventor after: Ding Shunke Inventor before: Chu Wenhai Inventor before: Zhang Di Inventor before: Chen Shenghua Inventor before: Hou Mengtian Inventor before: Ding Shunke |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |