一种控制饮用水中腐殖酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种控制饮用水中腐殖酸的方法，包括以下步骤：(1)调节待处理饮用水的pH至弱碱性，然后加入次氯酸离子，搅拌均匀，得到处理液；(2)将处理液放置在UV‑LED灯的照射下，直至消毒完成。与现有技术相比，本发明专利技术无需复杂冗长的操作过程，在实际水体pH条件下可快速降低腐殖酸的含量，且降解比较彻底，矿化度较高，可有效削减后续消毒过程中消毒副产物的生成，所以本发明专利技术是一种安全且更高效的针对饮用水中腐殖酸的处理方法。

A Method of Controlling Humic Acid in Drinking Water

The invention relates to a method for controlling humic acid in drinking water, which comprises the following steps: (1) adjusting the pH of the drinking water to be treated to be weak alkaline, then adding hypochlorite ion, stirring evenly, and obtaining the treatment solution; (2) placing the treatment solution under the irradiation of UV LED lamp until the disinfection is completed. Compared with the existing technology, the present invention does not need complicated and lengthy operation process, can rapidly reduce the content of humic acid under the actual water body pH condition, and has complete degradation, high salinity, and can effectively reduce the generation of disinfection by-products in the subsequent disinfection process. Therefore, the present invention is a safe and more efficient treatment method for humic acid in drinking water.

【技术实现步骤摘要】
一种控制饮用水中腐殖酸的方法
本专利技术涉及饮用水消毒
，具体涉及一种控制饮用水中腐殖酸的方法。
技术介绍
腐殖酸天然存在于自然水体中，其本身对人体健康并不构成威胁。但是，腐殖酸的存在会增加自然水体中有机碳水平，从而影响饮用水处理工艺的运行，如因其导致的感官问题(气味和颜色)。此外，腐殖酸被认为是饮用水消毒过程中生成有毒有害消毒副产物的一类重要前体物。因此，需要探索一种高效的处理工艺在水处理过程中有效去除腐殖酸从而削减消毒过程中消毒副产物的生成。目前，已有多种水处理工艺用于腐殖酸的去除，如强化混凝，吸附和膜分离。但是，这些方法去除能力低，且会增加水处理成本。有报道称，由紫外照射和自由氯组成的高级氧化技术可有效降解各种有机污染物。不过，该种紫外/氯高级氧化技术其效能受紫外辐射波长和水体pH条件影响较大。当下水厂中使用的紫外辐射光源主要为传统的低压汞灯，其发射波长为253.7nm。由这种传统低压紫外汞灯和自由氯组成的高级氧化技术，更适用于酸性条件下的水体；即其处理效能在酸性条件下达到最大，并随着水体pH增加而降低。然而，实际水体的pH值一般在7.0～8.5左右，所以采用这种以254nm波长为主的低压汞灯作为光源，不能使该工艺的处理效率达到最大化。一方面，这不利于水体中腐殖酸的去除；另一方面，这也会增加水处理的成本。所以，需要一种新型的紫外光源，使得这种工艺更加适用于实际水体pH条件，而这种通过选择光源提高腐殖酸去除率的方法未曾有人涉及。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种控制饮用水中腐殖酸的方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种控制饮用水中腐殖酸的方法，包括以下步骤：(1)调节待处理饮用水的pH至弱碱性，然后加入次氯酸离子，搅拌均匀，得到处理液；(2)将处理液放置在UV-LED灯的照射下，直至消毒完成。本专利技术中将水样pH调节至弱碱性，主要是基于在实际生产过程中原水呈弱碱性，所以此处做法也是为了更接近实际操作条件。若饮用水呈酸性或碱性，一方面对人体健康不利，另一方面，会侵蚀输水管道。次氯酸钠中的次氯酸离子能杀灭饮用水中的致病微生物，降低腐殖酸含量，保障饮用水安全。UV-LED灯较常规紫外汞灯具有很多优点，如体积小，无危害环境的汞物质，不需要预热等，这可以节约其在水处理中的占地，通过波长选择优化水处理效率，同时避免了汞泄露的危害，而不需要预热也可以节约成本；更重要的是波长选择范围广，从而使得次氯酸离子可以在最佳的波长的紫外光照射下，达到更好的处理效果。优选的，所述的待处理饮用水通过H2SO4或NaOH调节pH至7～9。优选的，所述的次氯酸离子通过加入NaClO加入。优选的，所述的处理液中次氯酸离子的浓度为≥1mg/L。优选的，所述的UV-LED灯的紫外光波长为260～290nm。当波长小于260nm，则处理效果与传统汞灯接近；大于290nm时，处理效果弱于传统汞灯。造成这一现象的原因主要是自由氯的摩尔吸光系数在260～290nm波段内达到较高值，而小于260nm或大于290nm时其摩尔吸光系数均小于该波段。优选的所述的紫外光的辐射剂量为100～1200mJ/cm2。选择上述辐射剂量，是因为当辐射剂量太小无法保证对致病微生物的灭活，太大则会造成能源浪费，且不会产生更优的处理效果。与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在以下几方面：1)控制饮用水中腐殖酸含量，在实际水体pH条件下(7.0～8.5)，相比传统低压汞灯，该种长波长UV-LED光源(260～290nm)可快速降低腐殖酸的含量，降解更彻底，且矿化度更高，能更有效地降低后续消毒过程中生成消毒副产物的风险。2)本专利技术操作简单、反应条件容易控制，所使用的化学试剂和材料均为水处理用常规产品，未引入其它有毒有害物质，其安全性尤为突出。3)本专利技术中反应不需要在密闭无氧环境下进行，在敞口室温环境下也能通过紫外/氯组合工艺的作用，有效减少腐殖酸的含量。4)本专利技术中紫外/氯组合工艺操作简单，对腐殖酸降解较快，且矿化度较高，是一种有效的饮用水处理方法。附图说明图1为不同pH对紫外/氯组合工艺中控制腐殖酸含量(UV254)的降解速率效果图；图2为不同pH对紫外/氯组合工艺中控制腐殖酸含量(DOC)的降解速率效果图；图3为不同波长光源对紫外/氯组合工艺中控制腐殖酸含量(荧光强度)的效果图。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1将黄浦江原水pH控制为7.0～9.0，温度为25℃，向溶液中投加次氯酸钠，然后放置于紫外光波长为275nm的光源UV-LED光源进行紫外照射试验，紫外剂量达到100～1200mJ/cm2后对反应液进行取样和膜滤。按水中物质浓度计算，原水DOC为3mg/L，次氯酸钠投加量为14.2mg/L，腐殖酸中芳香族物质(UV254)的降解速率效果图如图1所示，腐殖酸中溶解性有机碳(DOC)的降解速率效果图如图2所示。对比例1采用与实施例1相同的原水和实验条件，不同之处在于采用紫外光来自于紫外汞灯，其波长为254nm，腐殖酸中芳香族物质(UV254)的降解速率效果图如图1所示，腐殖酸中溶解性有机碳(DOC)的降解速率效果图如图2所示。对比例2采用与实施例1相同的原水和实验条件，不同之处在于采用紫外光的波长为310nm，腐殖酸中芳香族物质(UV254)的降解速率效果图如图1所示，腐殖酸中溶解性有机碳(DOC)的降解速率效果图如图2所示。从图1可以看出不同pH条件下，腐殖酸含量(UV254)的降解效率差异很大。当原水pH在7.0～9.0之间时，选取275nm的UV-LED作为光源的紫外/氯高级氧化工艺具有最高的UV254降解速率。由此可知，不同波长会影响紫外/氯组合工艺对腐殖酸含量(UV254)的降解效果，在实际水体条件下，选取275nm作为紫外光源，可更高效地降解腐殖酸含量(UV254)。从图2可以看出不同pH条件下，腐殖酸含量(DOC)的降解效率差异很大。当原水pH在7.0～9.0之间时，选取275nm的UV-LED作为光源的紫外/氯高级氧化工艺具有最高的DOC降解速率。由此可知，不同波长会影响紫外/氯组合工艺对腐殖酸含量(DOC)的降解效果，在实际水体条件下，选取275nm作为紫外光源，可更高效地降解腐殖酸含量(DOC)。实施例2将黄浦江原水pH控制为8.0，温度为25℃，向溶液中投加次氯酸钠，然后放置于紫外光源下(275nm)进行紫外照射试验，紫外剂量达到1200mJ/cm2后对反应液进行取样和膜滤。按水中物质浓度计算，原水DOC为3mg/L，次氯酸钠投加量为14.2mg/L，腐殖酸含量(荧光强度)的降解效果图如图3所示。对比例3采用与实施例2相同的原水和实验条件，不同之处在于采用紫外光来自于紫外汞灯，其波长为254nm，腐殖酸含量(荧光强度)的降解效果图如图3所示。对比例4采用与实施例2相同的原水和实验条件，不同之处在于采用紫外光的波长为310nm，腐殖酸含量(荧光强度)的降解效果图如图3所示。从图3可以看出在pH＝8.0条件下，紫外剂量达到1200mJ/cm2时，选取275本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制饮用水中腐殖酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)调节待处理饮用水的pH至弱碱性，然后加入次氯酸离子，搅拌均匀，得到处理液；(2)将处理液放置在UV‑LED灯的照射下，直至消毒完成。

【技术特征摘要】
1.一种控制饮用水中腐殖酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)调节待处理饮用水的pH至弱碱性，然后加入次氯酸离子，搅拌均匀，得到处理液；(2)将处理液放置在UV-LED灯的照射下，直至消毒完成。2.根据权利要求1所述的一种控制饮用水中腐殖酸的方法，其特征在于，所述的待处理饮用水通过H2SO4或NaOH调节pH至7～9。3.根据权利要求1所述的一种控制饮用水中腐殖酸的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高泽晨，夏樱，徐斌，张天阳，刘志，夏圣骥，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31