[发明专利]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

说明书

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。

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：