一种消减水处理消毒副产物生成的方法技术

本发明专利技术公开了一种消减水处理消毒副产物生成的方法，具体步骤包括向待处理水中添加0.5-20mg/L的高铁酸盐并以200-500r/min的转速搅拌10-30min，pH范围为6-12；添加5-15mg/L的混凝剂，以150-250r/min的转速搅拌3-5min后以20-60r/min的速率搅拌10-30min,静置30-60min使其沉淀；沉淀后，在液面1-3cm处吸取上清液；添加次氯酸钠溶液至上清液中进行消毒，其中次氯酸钠的添加量为3-12.8mg/L。与常规工艺相比，本发明专利技术提供的采用高铁酸盐预氧化强化混凝+次氯酸钠消毒，可以确保饮用水在满足消毒效果的前提下，大幅大降低消毒副产物含量；此方法操作简单，投资小，且无需对现有水厂工艺进行大规模改造。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水处理技术，特别是涉及。
技术介绍
由于我国人口增长和城市化进程的加快、工农业的发展，特别是农用化肥及农药 的大量使用，使排入湖泊、水库的氮、磷、钾等营养物质增加，2007-2009年各大湖泊发生大 规模藻类水华，引发城市供水危机。随着环境污染日益加剧，福建省各地供水水源地藻类水 华事件频频暴发。 水源水体中藻类的大量繁殖，严重影响了饮用水水质，威胁人类健康。早期研究表 明，藻细胞在氯化、氯胺化过程中会产生大量的含碳类消毒副产物（C-DBPs)，与水中天然有 机物腐殖酸、富里酸相比，藻类对预氧化过程中C-DBPs的贡献可能更直接更重要。Hoehn等 的试验表明，4种藻在不同的生长期中氯化后最大氯仿产量超过了腐殖酸。藻类次生代谢物 作为一类含有大量含氮基团的污染物（如微囊藻肝毒素、藻青蛋白、藻蓝蛋白等），在饮用 水预氧化过程中都有可能参与反应并生成具有强遗传毒性的含氮类消毒副产物，进而产生 更大的饮用水质健康风险。研究表明：藻细胞内含有的有机物中含有大量的有机氮（如蛋 白质、氨基酸、胺类）、亲水性物质和芳香族有机物，而自由氨基酸和芳香族类有机物则是预 氧化过程中生成N-DBPs的重要前驱体物质。因此如何有效去除藻细胞和消毒副产物前体 物是研究的重点。 常规水处理工艺包括混凝-絮凝-沉淀-过滤-消毒。但是由于藻类表面通常带 负电荷，不易电中和与脱稳，混凝效果差；藻类代谢物即藻细胞破裂释放入水体的藻类物质 如糖酸等，在混凝过程中能与混凝剂反应，从而降低处理效果；由于藻类细胞密度小，沉淀 效果差，也会显著增加给水处理难度。 预氧化技术作为一种可以加强混凝中藻细胞去除的有效手段，其可以改变藻细胞 表观结构、阻碍藻细胞的运动、可降解细胞外有机物以及预氧化后的藻细胞有机物有助于 絮凝，而被广泛用于应急处理技术。常用的化学药剂包括氯气、二氧化氯、氯胺、高锰酸钾、 臭氧等。其中含氯类预氧化剂导致更多如卤代甲烷类（THMs)和卤代乙酸类（HAAs)消毒副 产物的生成，从而受到限制使用。臭氧作为一种新型的预氧化剂，在处理含碘和含溴水体 时，易生成碘代和溴代消毒副产物，而且对于含氮量高的藻类水体，易生成更多的含氮消毒 副产物。高锰酸钾作为金属预氧化剂，具有消减消毒副产物生成的优势，但由于氧化还原电 位不高，预氧化速度慢，造成水体残留一定量的紫色，故也在一定程度上受到限制。因此需 要一种可有效消减消毒副产物生成的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种消减水处理消毒副产物生成的 方法，能够解决目前水中消毒副产物含量很难稳定达标的难题。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：.一种消减水处理消毒副产物生成 的方法包括以下步骤： (1)向待处理水中添加0? 5-20mg/L的高铁酸盐并以200-500r/min的转速搅拌 10-30min，pH 范围为 6-12。 (2)添加 5-15mg/L 的混凝剂，以 150-250r/min 的转速搅拌 3-5min 后以 20-60r/ min的速率搅拌10-30min，静置30-60min使其沉淀； (3)沉淀后，在液面l-3cm处吸取上清液； (4)添加次氯酸钠溶液至上清液中进行消毒，其中次氯酸钠的添加量为 3-12. 8mg/L。 优选的，所述高铁酸盐是高铁酸钠、高铁酸钾或其混合物。 优选的，所述混凝剂是聚合氯化铝、氯化铁或硫酸铝。 优选的，步骤（4)中，消毒是在黑暗条件中进行，反应时间为2-4天。 优选的，所述待处理水中含有铜绿微囊藻或梅尼小环藻。 优选的，所述上清液采用0. 5M的亚硫酸钠淬灭。 优选的，步骤（3)中，还包括测试上清液的溶解性有机碳浓度（D0C)、钾离子浓度 (K+)和254nm下的紫外吸收值（UV254)。 优选的，步骤（4)中，还包括测试三氯甲烷浓度（TCMFP)。 优选的，步骤（2)中，在250rpm搅拌lmin，降低至150rpm搅拌3min后，再60rpm 下搅拌15min。 优选的，所述高铁酸盐为液态高铁酸盐或固态高铁酸盐。 本专利技术的有益效果是， (1)本专利技术的高铁酸盐是铁的六价形态，氧化能力强且适于应用于水处理中，它可 以有效的氧化降解水中消毒副产物前体物，而且不会产生卤代消毒副产物； (2)本专利技术采用的高铁酸盐是一种集氧化、絮凝、助凝于一身的多功能水处理剂， 它在氧化过程结束后生成的还原产物Fe (0H) 3也将与水体中的有机无机污染物一起沉淀， 不会对水体和环境产生二次污染； (3)本专利技术采用高铁酸盐液体氧化剂，可以克服气体氧化剂投加带来的操作困难 和水气混合不均等问题，从而提高预氧化的效率，而且产品易于投加，储藏、运输和管理； (4)本专利技术提出的高铁酸盐预氧化强化絮凝+氯化消毒工艺，操作简单，无需增加 设备或对现有水厂工艺进行升级改造。 以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明；但本专利技术的一种消减水处理 消毒副产物生成的方法不局限于实施例。 【附图说明】 图1为本专利技术实施例2中不同高铁酸盐投加量对铜绿微囊藻经高铁酸盐预氧 化-强化混凝-氯化消毒后TCM生成量的影响图。 图2为本专利技术实施例3中高铁酸盐预氧化-强化混凝-氯氧化对2种藻细胞生成 TCM的对比图，其中两种藻细胞分别为铜绿微囊藻和梅尼小环藻。 【具体实施方式】 实施例1 反应是在一个装有1L铜绿微囊藻细胞悬浮液（7. 32X 107cell/L)的六联混凝搅 拌仪中完成，具体步骤如下： (1)预氧化阶段：向水中投加一定剂量的高铁酸钾（0. 5-20mg/L)，以200r/min的 转速快速反应l〇min，反应pH控制在6-12 ;预氧化结束，于水下2cm处取样50mL，用0. 5M的 亚硫酸钠淬灭，用0.45 膜过滤，分别测试溶解性有机碳浓度（D0C)、钾离子浓度（K+)和 在254nm下的紫外吸收值（UV254)。 (2)预氧化-强化混凝沉淀阶段：向步骤⑴得到的水样中，投加混凝剂聚合氯化 错（PAC，10mg/L)，先以200r/min的转速快速搅拌3min，再以40r/min慢搅15min，然后静 沉30min ;静沉后于水下2cm处取水样50mL，用0. 5M的亚硫酸钠淬灭，用0. 45 y m膜过滤， 分别测试D0C、浊度、K+和UV254。 参见表1，预氧化后，随着高铁酸钾投加浓度的增加，高铁酸钾的强氧化作用将大 分子有机物氧化成中间产物，UV 254及D0C浓度升高。强化混凝后，高铁酸盐氧化水中有机物 同时还原产物Fe (0H) 3作为絮凝剂参与絮凝沉淀，使得絮体聚集效果更强，结构更为致密， 对比预氧化，强化混凝后出水的UV 254值分别减少了 83%、96%和95%，D0C浓度分别降低 了 21%、21%和10%。高铁酸盐预氧化-强化混凝有效去除了水中的有机物，尤其是芳香 族类的物质，沉淀效果好。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消减水处理消毒副产物生成的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)向待处理水中添加0.5‑20mg/L的高铁酸盐并以200‑500r/min的转速搅拌10‑30min，pH范围为6‑12。(2)添加5‑15mg/L的混凝剂，以150‑250r/min的转速搅拌3‑5min后以20‑60r/min的速率搅拌10‑30min,静置30‑60min使其沉淀；(3)沉淀后，在液面1‑3cm处吸取上清液；(4)添加次氯酸钠溶液至上清液中进行消毒，其中次氯酸钠的添加量为3‑12.8mg/L。

【技术特征摘要】
1. 一种消减水处理消毒副产物生成的方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 向待处理水中添加0. 5-20mg/L的高铁酸盐并以200-500r/min的转速搅拌 10-30min，pH 范围为 6-12。 (2) 添加5-15mg/L的混凝剂，以150-250r/min的转速搅拌3-5min后以20-60r/min的 速率搅拌10_30min，静置30-60min使其沉淀； (3) 沉淀后，在液面l-3cm处吸取上清液； (4) 添加次氯酸钠溶液至上清液中进行消毒，其中次氯酸钠的添加量为3-12. 8mg/L。2. 根据权利要求1所述的消减水处理消毒副产物生成的方法，其特征在于：所述高铁 酸盐是高铁酸钠、高铁酸钾或其混合物。3. 根据权利要求1所述的消减水处理消毒副产物生成的方法，其特征在于：所述混凝 剂是聚合氯化错、氯化铁或硫酸错。4. 根据权利要求1所述的消减水处理消毒副产物生成的方法，其特征在于：步骤（4) 中，消毒是在黑暗条件中进行，...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑宝玲，廖晓斌，刘津津，何强，杨名丽，周真明，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建;35