去除飲用水中三鹵甲烷的水處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水處理方法，尤其是涉及一種利用uv/h2o2去除飲用水中三鹵甲烷的水處理方法。
【背景技術】
[0002]目前我國地表水體普遍受到不同程度的污染，主要污染物質(zhì)為有機物，而地表水中某些有機物經(jīng)過氯消毒后，能夠與氯反應生成消毒副產(chǎn)物。目前已發(fā)現(xiàn)的氯消毒副產(chǎn)物有700多種，其中三鹵甲烷(THMs)的產(chǎn)量是已知的消毒副產(chǎn)物中比例最高的占20.1 %，THMs包括三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和三溴甲烷四種。人群流行病學調(diào)查發(fā)現(xiàn)直腸癌和膀胱癌發(fā)生與長期飲用水中人們暴露THMs水平有關，近年來對飲用水中THMs的去除越來越引起人們的關注，加拿大研宄了飲用水氯化消毒副產(chǎn)物與成人白血病發(fā)生危險性相關關系，發(fā)現(xiàn)長時間接觸總三鹵甲烷超過40 μ g/L的人群，慢性髓細胞樣白血病發(fā)病率明顯增高。因此三鹵甲烷在飲用水中的含量應盡可能地減少。
[0003]傳統(tǒng)的對THMs的去除注意力主要集中于通過去除水中的有機物而達到降低三鹵甲烷的生成勢(THMFP)上，如采用活性炭吸附去除有機物、預氧化和替換消毒劑。雖然活性炭吸附和預氧化可以有效地去除有機物，降低THMFP，但是去除率有限，沒有去除的有機物經(jīng)氯消毒后仍會產(chǎn)生大量的THMs，而且活性炭吸附是物理去除，沒有徹底分解有機物，容易造成二次污染，活性炭吸附飽和后還要進行再生，增加了水廠的運行成本。替換傳統(tǒng)的氯消毒劑采用其他消毒劑可以一定程度上降低THMs的產(chǎn)生，如臭氧、一氯胺等，但是這些消毒劑在應用上也有許多的不足之處。臭氧不能保證清水池和管網(wǎng)中持續(xù)的消毒能力，臭氧雖然不產(chǎn)生氯代消毒副產(chǎn)物，但是會產(chǎn)生一些毒性更強更難檢測的副產(chǎn)物，如溴酸鹽。而且臭氧設備昂貴，操作復雜，可能對操作人員產(chǎn)生危害。一氯胺氧化能力比氯弱，需要較長的停留時間，持續(xù)消毒能力較差，仍然會產(chǎn)生一系列消毒副產(chǎn)物。由于氯作為消毒劑有其他消毒劑無法替代的一些優(yōu)點。目前，我國大部分自來水廠仍然采用氯作為主要的消毒劑。氯消毒因其殺菌效果快，持續(xù)消毒效果好，處理成本低和運行管理方便等優(yōu)點，仍是目前我國最主要的消毒方法，因此急于研宄開發(fā)降解生成的THMs的方法，且具有重要的現(xiàn)實意義和應用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種利用UV/H202去除飲用水中三鹵甲烷的水處理方法，以利于解決水處理中氯與一些有機物反應會產(chǎn)生較高濃度的三鹵甲烷的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是提供一種方法。該方法是在以鋁箔紙包裹的有機玻璃圓筒形反應裝置中進行，其包括以下步驟:
[0006]I)將所述反應裝置通飲用水后，打開反應裝置中磁力攪拌器，調(diào)節(jié)磁力攪拌器轉(zhuǎn)速為 125 ?300r/min ；
[0007]2)將穩(wěn)定發(fā)光的紫外燈管放到所述反應裝置中，紫外燈管外設置石英套管；
[0008]3)向反應裝置的飲用水中投加過氧化氫進行處理，過氧化氫投加量5?30mmol/L，紫外燈功率12W?75W,停留時間20min?60min ；
[0009]經(jīng)處理的飲用水中三鹵甲烷包含的四種物質(zhì):三氯甲烷、三溴甲烷、二溴一氯甲烷和一溴二氯甲烷的去除率分別能達到43.97%,99.61%,99.38%和93.07%。
[0010]本發(fā)明的效果是利用UV/H202去除飲用水中三鹵甲烷的水處理方法，能耗低，無二次污染，效率高，僅反應20min使三溴甲烷、二溴一氯甲烷和一溴二氯甲烷去除率能達到99.61%、99.38%和93.07%，三氯甲烷去除率稍低，但也能達到規(guī)定的限值之下，本發(fā)明沒有調(diào)節(jié)原水的PH值，彌補了芬頓法對pH值的苛刻限制，本發(fā)明是在常溫常壓下進行，不需要特殊裝置和藥劑，過氧化氫消耗量也非常小，30mmol/L的過氧化氫投加量就可以基本完全去除溴代三鹵甲烷，三氯甲烷濃度也低于《生活飲用水衛(wèi)生標準GB5749-2006》限值要求。采用本發(fā)明三鹵甲烷被完全分解，不產(chǎn)生新的副產(chǎn)物，對飲用水中的TOC和UV254有一定去除效果，對三鹵甲烷去除效果非常好，設備上無特殊要求，僅需要投加一定量的過氧化氫和低壓汞燈，反應裝置簡單，易于工業(yè)推廣。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明反應裝置結構示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明實施例一三鹵甲烷各組分的去除率曲線圖；
[0013]圖3是本發(fā)明實施例二三鹵甲烷各組分的去除率曲線圖；
[0014]圖4是本發(fā)明實施例三各組分三鹵甲烷的去除率曲線圖。
【具體實施方式】
[0015]結合附圖對本發(fā)明的利用UV/H202去除飲用水中三鹵甲烷的水處理方法加以說明。
[0016]本發(fā)明的利用UV/H202去除飲用水中三鹵甲烷(THMs)的水處理方法是基于UV/H2O2高級氧化工藝為新型高效的水處理技術，具有氧化能力強、反應速率快、反應條件溫和，且不產(chǎn)生二次污染等特點，在大規(guī)模飲用水處理中具有很大的應用潛力。其作用機理是過氧化氫在紫外光照射下產(chǎn)生羥基自由基氧化還原電位2.8V，高于臭氧，這種物質(zhì)的氧化性能極強，可以氧化飲用水中的三鹵甲烷(THMs)，從而使水體得到凈化。
[0017]本發(fā)明是利用UV/H202去除飲用水中三鹵甲烷的水處理方法，該方法是在以鋁箔紙包裹的有機玻璃圓筒形反應裝置中進行，包括以下步驟:
[0018]I)將所述反應裝置通飲用水后，打開反應裝置中磁力攪拌器，調(diào)節(jié)磁力攪拌器轉(zhuǎn)速為 125 ?300r/min ；
[0019]2)將穩(wěn)定發(fā)光的紫外燈管放到所述反應裝置中，紫外燈管外設置石英套管；
[0020]3)向反應裝置的飲用水中投加過氧化氫進行處理，過氧化氫投加量5?30mmol/L，紫外燈功率12W?75W,停留時間20min?60min ；
[0021]經(jīng)處理的飲用水中三鹵甲烷所包含的四種物質(zhì):三氯甲烷、三溴甲烷、二溴一氯甲烷和一溴二氯甲烷的去除率分別能達到43.97%,99.61%,99.38%和93.07%。
[0022]實施例一:取用飲用水配好的三鹵甲烷混合溶液IL于圖1所示反應裝置中，向反應裝置中加過氧化氫，過氧化氫投加量為lOmmol/L，然后將已經(jīng)發(fā)光穩(wěn)定的帶石英套管的21W紫外燈放入反應溶液中，同時打開磁力攪拌器，分別在第0min、lmin、3min、5min、10min、20min、35min和60min從取樣口取一定體積的反應溶液，利用頂空氣相色譜法分析三鹵甲烷各組分濃度。如圖2所示，時間對三鹵甲烷去除率影響較大，三溴甲烷在1min時去除率達到99.71%，之后去除率變化不大，二溴一氯甲烷和一溴二氯甲烷在20min時的去除率為94.28%和92.06%，之后去除率無明顯變化，而三氯甲烷去除率增加緩慢，到60min時去除率為43.97%,Omin到20min時三鹵甲烷總濃度減小幅度較大，20min到60min時三鹵甲烷總濃度減小緩慢。
[0023]實施例二:取用生活飲用水配好的三鹵甲烷混合溶液IL于反應裝置中，向反應裝置中加過氧化氫，過氧化氫投加量為5?30mmol/L，然后將已經(jīng)發(fā)光穩(wěn)定的帶石英套管的21W紫外燈放入反應溶液中，同時打開磁力攪拌器，反應20分鐘后，從取樣口取一定體積的反應溶液，利用頂空氣相色譜分析三鹵甲烷各組分濃度。如圖3所示，三鹵甲烷各組分去除率隨著過氧化氫投加量先增加后減小，過氧化氫投加量為25mmol/L時，三氯甲烷去除率最大，為31.29%，過氧化氫投加量為15mmol/L時，二溴一氯甲烷去除率達到最大，為95.90%，過氧化氫投加量為20mmol/L時，一溴二氯甲烷去除率達到最大，為87.61%。
[0024]實施例三:取用生活飲用水配好的三鹵甲烷混合溶液IL于反應裝置中，向反應裝置中加過氧化氫，過氧化氫投加量為15mmol/L，然后將已經(jīng)發(fā)光穩(wěn)定的帶石英套管的紫外燈放入反應溶液中，紫外燈功率為12?75W，同時打開磁力攪拌器，反應20分鐘后從取樣口取一定體積的反應溶液，利用頂空氣相色譜分析三鹵甲烷各組分濃度。如圖4所示，三鹵甲烷各組分去除率逐漸增加，當紫外燈功率為12W、21W、40W和75W時，20min時三氯甲烷去除率分別為13.58%,25.06%、32.36%和41.41 %，三溴甲烷去除率分別為84.60%,
98.42%,99.58%和 99.61 %，二溴一氯甲烷去除率分別為 73.25%,90.97%,97.12%和
99.38%，一溴二氯甲烷去除率分別為 78.82%,88.10%,90.78%和 93.07%。
【主權項】
1.一種利用uv/H2o2去除飲用水中三鹵甲烷的水處理方法，該方法是在以鋁箔紙包裹的有機玻璃圓筒形反應裝置中進行，該方法包括以下步驟: .1)將所述反應裝置通飲用水后，打開反應裝置中磁力攪拌器，調(diào)節(jié)磁力攪拌器轉(zhuǎn)速為.125 ?300r/min ； .2)將紫外燈管外設石英套管的紫外燈管放到反應裝置中； .3)向步驟2)反應裝置中的飲用水投加過氧化氫進行處理，過氧化氫投加量5?.30mmol/L，紫外燈功率12W?75W，停留時間20min?60min ； 經(jīng)處理的飲用水中三鹵甲烷總量去除率83 %，三鹵甲烷總量包含的四種物質(zhì):三氯甲烷、三溴甲烷、二溴一氯甲烷和一溴二氯甲烷的去除率分別能達到43.9 7 %、9 9.61 %、.99.38%和 93.07%o
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用UV/H2O2去除飲用水中三鹵甲烷的水處理方法，包括以下步驟：將反應裝置通飲用水后，打開反應裝置中磁力攪拌器，調(diào)節(jié)磁力攪拌器轉(zhuǎn)速為125～300r/min；將穩(wěn)定發(fā)光的紫外燈管放到所述反應裝置中，紫外燈管外設置石英套管；向反應裝置的飲用水中投加過氧化氫進行處理，過氧化氫投加量5～30mmol/L，紫外燈功率12W～75W，停留時間20min～60min；經(jīng)處理的飲用水中三鹵甲烷包含的四種物質(zhì)：三氯甲烷、三溴甲烷、二溴一氯甲烷和一溴二氯甲烷的去除率分別能達到43.97％、99.61％、99.38％和93.07％。有益效果是該方法完全分解三鹵甲烷，不產(chǎn)生二次污染，過氧化氫消耗小，能耗小，對飲用水中TOC和UV254有一定的去除效果，對三鹵甲烷去除效果非常好。
【IPC分類】C02F101-36, C02F1-72, C02F1-32
【公開號】CN104860373
【申請?zhí)枴緾N201510282028
【發(fā)明人】員建, 羅小平, 張平, 苑宏英, 李威
【申請人】天津城建大學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月28日