CN107879522A - 一种控制饮用水中卤代消毒副产物的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制水中卤代消毒副产物的处理方法，包括以下步骤：(1)源水经源水管进入集水井，在源水管出水口端投加高锰酸钾进行预氧化，所述的高锰酸钾投加量为0.5～2.0mg/L；(2)取水泵房从集水井取水并添加混凝剂混凝后进行沉淀、过滤，过滤后的水加氯或氯胺消毒；(3)消毒后的水样先调节PH至7～10，然后采用波长为150～280nm的紫外光进行照射处理，利用消毒副产物在该波段的吸收特性实现光降解。本发明方法有效降低了出水中的致畸致毒性物质。
Description
技术领域
本发明涉及饮用水处理方法，特别涉及一种一种降低饮用水中卤代消毒副产物含量的处理方法。
背景技术
加氯消毒具有消毒效果优良、价格低廉、货源充足、设备简单、操作便利且具有余氯的后续消毒作用等优点，目前仍是国内外使用最为普遍的饮用水消毒方法，我国超过99.5％的给水厂仍采用氯消毒处理工艺。我国城市饮用水水源主要为地表水，其中的天然有机物质和人类活动产生的其它溶解性有机物以及水中部分的溴化、碘化有机物，都易与氯消毒剂反应，产生多种卤代消毒副产物。水体中的消毒副产物对人体健康存在极大危害，具有较强的致癌、致畸、致突变或内分泌干扰效应。当前，已知消毒副产物多达600余种，主要包括三卤甲烷、卤乙酸、卤代酮、卤乙腈、卤代硝基甲烷等。其中，三卤甲烷和卤乙酸是最为常见且相对含量较高的两类消毒副产物。三卤甲烷主要包括氯仿、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、溴仿四种挥发性卤代烃。已有流行病学和毒理学研究表明，三卤甲烷具有遗传毒性和生殖毒性，且相关研究已确认饮用水中高浓度的三卤甲烷能导致人体的膀胱癌、结肠癌、直肠癌等消化系统癌症。国际癌症研究机构已将四种三卤甲烷列为人类可能或可疑致癌物，并分别将氯仿、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、溴仿的可致癌等级划为2B、2B、3、3。卤乙酸是一类沸点高、难挥发的卤代有机物，其“三致”作用强，单位致癌风险比三卤甲烷高。此外，卤代酮、卤乙腈、卤代硝基甲烷等消毒副产物虽然在水体中含量不高，但其遗传毒性和生殖毒性较强，危害不容忽视。越来越多研究表明卤代消毒副产物对人体存在巨大的健康风险，因此非常有必要降低卤代消毒副产物的生成和对已生成的卤代消毒副产物进行去除。
目前去除饮用水中卤代消毒副产物的方法，主要包括曝气法、活性炭吸附法及膜分离法。虽然这些方法对消毒副产物都能进行一定程度的去除，但是都有一定的弊端。例如，曝气法无法去除卤乙酸等非挥发性质的消毒副产物，活性炭吸附法对于水中的高浓度的有机物去除效果不佳且价格昂贵，膜分离技术使用寿命较短、易于污染。因此，非常有必要研发一种安全、高效、经济的去除水中卤代消毒副产物的技术，使其可应用于城市给水处理厂，保障供水安全性同时，不会产生二次污染，不会明显改变水质的口感。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种降低了水厂出水中的卤代消毒副产物含量，运行维护简单，容易实现工程应用的控制饮用水中卤代消毒副产物的处理方法。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种控制水中卤代消毒副产物的处理方法，包括以下步骤：
(1)源水经源水管进入集水井，在源水管出水口端投加高锰酸钾进行预氧化，所述的高锰酸钾投加量为0.5～2.0mg/L；
(2)取水泵房从集水井取水并添加混凝剂混凝后进行沉淀、过滤，过滤后的水加氯或氯胺消毒；
(3)消毒后的水样先调节PH至7～10，然后采用波长为150～280nm的紫外光进行照射处理，利用消毒副产物在该波段的吸收特性实现光降解。
本发明的有益效果是：
本发明对卤代消毒副产物的控制方法可以概括为两个方面：源头控制：消毒之前对源水进行高锰酸钾预氧化，减少水中卤代消毒副产物前体物质，消毒时所投加的消毒剂(氯或氯胺)等便无法与前体物质反应生成卤代消毒副产物。末端控制：对消毒后水样进行紫外光照射，利用卤代消毒副产物的紫外吸收特性对已经形成的卤代消毒副产物进行降解。
本发明中卤代消毒副产物的去除效果良好，能有效降低水中的三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈等卤代消毒副产物，因此有效降低了出水中的致畸致毒性物质。
本发明容易实现对现有工艺进行改造，与原有常规工艺相结合，能有效降低自来水中卤代消毒副产物含量，是一种安全、高效、经济的处理工艺。
附图说明
图1是本发明的控制饮用水中卤代消毒副产物的处理方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如附图所示的一种控制水中卤代消毒副产物的处理方法，包括以下步骤：
(1)源水经源水管进入集水井，在源水管出水口端投加高锰酸钾进行预氧化，所述的高锰酸钾投加量为0.5～2.0mg/L。
本步骤(1)中，源水管末端设有预氧化剂高锰酸钾投加系统，因预氧化剂需与水的接触达到一定时间才能产生效果，故选择的高锰酸钾投加点位于源水管末端，可以采用离心泵投加，混合方式优选水力混合。
(2)取水泵房从集水井取水并添加混凝剂混凝后进行沉淀、过滤，过滤后的水加氯或氯胺消毒。
本步骤(2)中采用常规水处理工艺即可，所采用的处理构筑物可以为折板絮凝池、平流沉淀池、普通快滤池，消毒采用加氯或氯胺消毒，这些构筑物可根据水厂实际情况进行调整。
(3)消毒后的水样先调节PH至7～10，然后采用波长为150～280nm的紫外光进行照射处理，利用消毒副产物在该波段的吸收特性实现光降解。
本步骤(3)中，优选的紫外光的照射时间为1～60分钟、紫外光剂量为15～1000焦耳/升。具体紫外光照射时间或紫外光剂量，可以根据实际水质特性污染物浓度、浊度、色度和光源特性照射光强度、光照深度等综合确定。
紫外光采用低压汞灯、中压汞灯、高压汞灯、氙灯和卤灯中的至少一种来提供。紫外灯的布置方式采用浸没式或悬空辐照式，采用浸没式时需要在紫外灯的外壁嵌套石英管加以保护。
实施例1
在源水管出水口端采用离心泵投加预氧化剂高锰酸钾，投加量为2mg/L；取水泵从集水井中抽取预氧化后的源水，进行混凝、沉淀、过滤、加氯消毒的常规水处理流程；消毒后的水调节PH为7，然后采用波长为150nm的紫外光进行照射即完成水处理流程。本实施方式中紫外光的照射时间20分钟、紫外光剂量为1000焦耳/升。
本实施例中三卤甲烷的去除效果可到60％以上，能有效降低水中的卤代烷烃类消毒副产物。
实施例2
在源水管出水口端采用离心泵投加预氧化剂高锰酸钾，投加量为0.5mg/L；取水泵从集水井中抽取预氧化后的源水，进行混凝、沉淀、过滤、氯胺消毒的常规水处理流程；消毒后的水调节PH为9，然后采用波长为280nm的紫外光进行照射即完成水处理流程。本实施方式中紫外光的照射时间30分钟、紫外光剂量为500焦耳/升。
本实施例中卤乙腈的去除效果可到40％以上，能有效降低水中的含氮消毒副产物含量。
实施例3
在源水管出水口端采用离心泵投加预氧化剂高锰酸钾，投加量为1mg/L；取水泵从集水井中抽取预氧化后的源水，进行混凝、沉淀、过滤、加氯消毒的常规水处理流程；消毒后的水调节PH为10，然后采用波长为230nm的紫外光进行照射即完成水处理流程。本实施方式中紫外光的照射时间60分钟、紫外光剂量为15焦耳/升。
本实施例中卤乙酸的去除效果可到70％以上，能有效降低水中的卤代羧酸类消毒副产物含量。
如上所述，本发明的具体高锰酸钾投加量、PH、紫外光波长、照射时间、剂量等可以根据实际源水的有机物含量、酸碱度、浊度、色度等综合确定，相关技术领域的从业者可在本发明技术思想许可的范围内进行不同的变化及实施。
Claims (2)
1.一种控制水中卤代消毒副产物的处理方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)源水经源水管进入集水井，在源水管出水口端投加高锰酸钾进行预氧化，所述的高锰酸钾投加量为0.5～2.0mg/L；
(2)取水泵房从集水井取水并添加混凝剂混凝后进行沉淀、过滤，过滤后的水加氯或氯胺消毒；
(3)消毒后的水样先调节PH至7～10，然后采用波长为150～280nm的紫外光进行照射处理，利用消毒副产物在该波段的吸收特性实现光降解。
2.根据权利要求1所述的控制水中卤代消毒副产物的处理方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，紫外光的照射时间为1～60分钟、紫外光剂量为15～1000焦耳/升。
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