[发明专利]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

说明书

本发明公开了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，包括以下步骤：将含溴原水体用碱液调节pH至7～10；投加与原水体的体积比为5ml/L～12ml/L的磁性离子交换树脂进行预处理，搅拌5min～10min，然后反应0.5h～5h；反应完成后，向其中投加混合有磁性高分子纳米复合颗粒的活性炭粉末，磁性纳米颗粒与活性炭粉末的质量比为1:1～1:5，以100rpm～200rpm转速搅拌5min～10min，然后反应0.2h～0.5h；将反应混合液静置10min～60min后，取上清液通过纳滤膜处理单元；根据出水中溶解性有机碳的含量，然后在避光环境下投加消毒剂反应24h～48h；本发明采用的磁性离子交换树脂具有粒径小、密度高、吸附效率高、再生简单等特点，与纳滤膜结合使用可有效减缓膜污染，同时显著提高有机物的去除效果。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及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。

背景技术

饮水安全是关系国计民生的重要问题，而水的消毒是保障饮水安全必不可少的处理措施。由于具有价格低廉，光谱杀菌及持续消毒等优势，自由氯是目前使用最广泛的饮用水消毒方式。由于水中含有难以去除的有机物及无机离子(如溴离子)，消毒剂在灭活病菌的同时，也会产生对人体有害的消毒副产物。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，指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；(3)末端控制，指对已经生成的消毒副产物进行去除。由于消毒副产物生成机理复杂，影响因素较多，且一旦生成则难以经济有效地去除，因此，在消毒之前，通过强化水处理工艺(如增加深度处理工艺)来高效去除前体物，从而实现消毒副产物的源头控制，是一种行之有效的控制方法。

饮用水的深度处理技术主要包括预氧化、臭氧活性炭以及膜技术等。其中，纳滤膜技术具有占地面积小、操作简单、运行稳定等优势，净化出水中能保留部分对人体有益的元素，在饮用水处理中有广阔的应用前景。同时，纳滤膜技术对有机物、电导率、浊度等指标都有显著的去除效果，既能有效控制有机物的浓度，还可大幅减少后续消毒中消毒剂的投加量，使消毒副产物的风险大大降低。

但值得注意的是，纳滤膜技术也存在一定的局限性。一方面，膜处理过程中，水体中的微粒会与膜发生物理、化学相互作用，在膜的表面或膜孔内吸附、沉积，造成膜污染，导致操作压力升高，膜通量减少，运行成本增大。另一方面，从消毒副产物的控制角度而言，由于纳滤对有机物的去除效果显著，但对一价离子(如溴离子)的去除效果有限，纳滤出水中溴离子与有机物的比例上升，造成后续消毒中生成的溴代消毒副产物浓度升高。与同类氯代消毒副产物相比，溴代消毒副产物具有更高的毒性，给人体健康带来潜在风险。因此，急需一种与纳滤协作的前处理单元的处理原水体中的溴代消毒副产物的方法。

磁性离子交换树脂MIEX(Magnetic ion exchange resin)技术是由澳大利亚联邦科学与工业研究院、南澳水务局和Orica公司共同开发的一种离子交换技术，主要应用于给水预处理。目前，MIEX树脂作为预处理结合纳滤工艺的研究主要集中在膜污染控制、有机物去除、有机物性质变化等方面，对消毒副产物的控制关注较少。在少数提到消毒副产物的研究中，所关注的副产物种类以氯代的三卤甲烷、卤乙酸类为主，覆盖面较小，且针对溴代消毒副产物的控制研究非常有限。实际上，与氯代的种类相比，溴代消毒副产物的生成机理、前体物反应活性、影响因素等均有所差别，需通过大量的实验研究确定其最佳控制条件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种，以解决上述背景技术中的如何提高纳滤膜的使用效率，提高原水体中的溴代消毒副产物的处理效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：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，包括以下步骤：

S1：将含溴原水体用碱液调节pH至7～10；