一种二氧化氯与紫外和氯耦合的净水方法技术

本发明专利技术公开了一种二氧化氯与紫外和氯耦合的的净水方法，属于饮用水处理技术领域，有两种处理方法：(1)二氧化氯、紫外和氯按先后顺序实施氧化处理，再进行常规水处理；(2)先进行二氧化氯处理，经过常规处理工艺后，紫外和氯处理作为深度处理；当水中溶解性有机物浓度＜3mg/L时，加入二氧化氯的有效浓度为0.2‑0.5mg/L；当水中溶解性有机物浓度≧3mg/L时，加入二氧化氯的有效浓度为0.5‑1.0mg/L；二氧化氯处理时间为2‑30分钟。该方法通过二氧化氯与紫外和氯协同作用去除难降解污染物，能大幅降低亚氯酸盐和卤代消毒副产物生成量、降低残留物浓度，提高供水安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化氯与紫外和氯耦合的净水方法
本专利技术属于饮用水处理
，具体涉及一种二氧化氯与紫外和氯耦合的净水方法。
技术介绍
微污染水源中含有大量溶解性有机物并存在成分复杂的痕量难降解污染物(如持久性有机物、藻毒素和嗅味物质、药物和个人护理品、农药等)。然而常规水处理工艺混凝、沉淀、过滤、消毒对微污染水源处理能力有限，难以彻底去除痕量难降解污染物，并且会产生大量消毒副产物，不利于饮用水供水安全。目前水厂处理微污染水源常采用预氧化强化技术，常用预氧化技术包括氯化、二氧化氯、高锰酸盐和臭氧等。但这些预氧化及与水中溶解性有机物反应产生的高毒性副产物反而对水质造成负面影响。例如，液氯预氧化产生三氯甲烷和氯乙酸等氯化消毒副产物；二氧化氯预氧化生产亚氯酸盐；高锰酸盐导致锰离子超标和色度问题；臭氧预氧化存在溴酸盐问题。同时，单一预氧化技术难以确保微污染水中复合难降解污染物的彻底去除。紫外/氯高级氧化技术是一种新型高级氧化技术，通过产生强氧化性羟基自由基(HO·)、氯自由基(Cl·)和氯氧自由基(ClO·)协同降解多种微污染物且具有杀菌能力，是一种微污染物去除的有效手段。目前，紫外/氯高级氧化技术高效降解药物和个人护理品的研究已被广泛报道，其效果近似或优于紫外/过氧化氢高级氧化。但是，实际微污染水体中含有的溶解性有机物显著消耗自由基，削弱了紫外/氯高级氧化降解污染物的能力，自由基与水中溶解性有机物反应生成高毒性双羰基产物引起细胞损伤。并且紫外/氯高级氧化技术促进三氯甲烷等消毒副产物产生。这些问题限制了紫外/氯高级氧化技术在实际饮用水处理中的应用。中国专利技术专利申请CN101774711A(一种降低饮用水消毒副产物亚氯酸盐的方法)公开了一种采用二氧化氯进行预氧化与次氯酸钠进行消毒联用的方法，包括以下步骤：先使用二氧化氯气体将原水进行预氧化，再通过投加石灰调节pH值，然后投加混凝剂并进行混凝、沉淀和过滤去除浊度，以及投加次氯酸钠溶液进行消毒。此已公开专利的目的是降低亚氯酸盐生成量，但是由于外加次氯酸钠，仍然难以有效降低饮用水中亚氯酸盐的含量。中国专利技术专利申请CN104370402A(再生水中微量有机污染物的去除方法)中，采用预处理、臭氧预氧化、紫外强化处理三者协同作用，可实现再生水中微量有机污染物的高效去除，作用能力显著大于其中任意一种或两种的处理效果，同时还可在较低的臭氧投加量和紫外灯输出功率的条件下达到良好的处理效果，运行成本低。但是采用臭氧预氧化技术存在会引入溴酸盐的问题，因此处理效果欠佳。中国专利技术专利申请CN103342411A(一种二氧化氯与氯联用氧化调控原水输送管道水质的方法)中，在原水管道中以1:3-5的比例同时加入二氧化氯和氯，在二氧化氯的浓度为0.5-1.5mg/L的条件下保持两天，但是这种方法会在原水中残留大量的氯化物，例如亚氯酸盐等。因此需要开发出一种新的净水方法，以解决现有技术中的不足。
技术实现思路
本专利技术欲解决的问题是现有技术中的饮用水净化技术存在消毒副产物多、残留物浓度高等技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种二氧化氯与紫外和氯耦合的净水方法，当原水中溶解性有机物浓度＜3mg/L时，加入二氧化氯的有效浓度为0.2-0.5mg/L；当原水中溶解性有机物浓度≧3mg/L时，加入二氧化氯的有效浓度为0.5-1.0mg/L；二氧化氯处理时间为2-30分钟。进一步地，净水过程中，首先在原水中加入二氧化氯进行处理，然后依次进行混凝、沉淀、过滤、消毒。进一步地，在加入二氧化氯处理完成后，混凝之前，进行紫外和氯处理。进一步地，也可以在过滤后，消毒之前，进行紫外和氯氧化处理、消毒处理。此时，紫外和氯处理相当于进行深度处理。此处完成二氧化氯与紫外和氯耦合处理后，还需对净化后的水进行最后的消毒处理，这里的消毒即为常规的消毒处理，是水处理厂中净化水转变为饮用水的重要一步常规操作。更进一步地，在进行二氧化氯处理时，加入的二氧化氯为二氧化氯水溶液；所述二氧化氯水溶液是由亚氯酸盐和酸反应制成的。更进一步地，紫外和氯处理的方法为紫外辐照和氯处理相结合。即在紫外辐照的同时加入氯进行处理。更进一步地，紫外和氯处理的时间为5-30分钟。更进一步地，紫外辐照中，紫外光源为紫外低压汞灯、紫外中压汞灯或LED紫外灯，紫外辐照剂量为50-150mJ/cm2；紫外辐照的模式包括浸没式、过流式或表面辐照式。更进一步地，紫外低压汞灯的紫外光波长为185nm和/或254nm，LED紫外灯的紫外光波长为265nm、280nm和/或300nm。紫外中压汞灯的紫外光是多波长，没有特定的波长输出，紫外光波长范围为300-600nm。更进一步地，氯氧化处理中，氯为次氯酸盐或液氯，加入氯的有效浓度为1-10mg/L。本专利技术中，氯与有机污染物发生氯代、氧化等反应，从根本上使有机物的分子结构发生改变，增强了有机污染物的去除效果。二氧化氯可以氧化水中溶解性有机物，与有机物中的一些酚、胺、苯胺基团等反应，改变了溶解性有机物的结构，有机物与氯和其他反应活性物质的反应活性也有所不同，因为溶解性有机物是紫外和氯氧化体系中的卤代消毒副产物前体物质，二氧化氯将溶解性有机物的结构、性质改变后，有机物中容易转化为卤代消毒副产物的结构减少，所以最终卤代消毒副产物的生成量有所降低。通过降低二氧化氯投量来降低其副产物亚氯酸盐的生成，紫外和氯处理过程中消耗一部分亚氯酸盐，进一步降低亚氯酸盐浓度，也即，二氧化氯氧化去除有机污染物的效果有限，单独二氧化氯技术若想达到与紫外和氯处理相同的污染物去除效果，则需要较高的二氧化氯有效浓度，而将二氧化氯与紫外和氯耦合，即可在较低的二氧化氯有效浓度下，依靠紫外和氯有效去除有机污染物，此时，二氧化氯氧化有机物的副产物亚氯酸盐的生成会随之降低；另外生成的亚氯酸盐也会在紫外和氯体系中被消耗掉，总体的亚氯酸盐浓度进一步降低。与现有技术相比，本专利技术的基于二氧化氯与紫外和氯耦合的净水方法具有如下优点：(1)通过多种氧化途径提高了难降解有机污染物的去除效果；(2)通过将二氧化氯处理与紫外和氯处理结合，改变了水中溶解性有机物的结构与性质，控制了最终的卤代消毒副产物含量；(3)通过降低二氧化氯投入量，降低了亚氯酸盐生成量，有效控制了亚氯酸盐副产物的浓度，并且亚氯酸盐也会在紫外和氯体系中被消耗掉，总体的亚氯酸盐浓度进一步降低；(4)该净水方法在饮用水厂中容易实现，运行管理简单，便于常规水厂的技术升级改造。附图说明：图1：实施例1中二氧化氯与紫外和氯耦合的净水方法流程图。图2：实施例4中二氧化氯与紫外和氯耦合的净水方法流程图。图3：后氯化前的水中卤代消毒副产物浓度。图4：后氯化处理2h后的水中卤代消毒副产物浓度。图5：单独使用二氧化氯与采用本专利技术方法进行净水时对不同有机物的净化处理效果。图6：用不同浓度的二氧化氯处理后，紫外和氯反应时间对水中亚氯酸盐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化氯与紫外和氯耦合的净水方法，其特征在于：当原水中溶解性有机物浓度＜3mg/L时，加入二氧化氯的有效浓度为0.2-0.5mg/L；当原水中溶解性有机物浓度≧3mg/L时，加入二氧化氯的有效浓度为0.5-1.0mg/L；二氧化氯处理时间为2-30分钟。/n

【技术特征摘要】
1.一种二氧化氯与紫外和氯耦合的净水方法，其特征在于：当原水中溶解性有机物浓度＜3mg/L时，加入二氧化氯的有效浓度为0.2-0.5mg/L；当原水中溶解性有机物浓度≧3mg/L时，加入二氧化氯的有效浓度为0.5-1.0mg/L；二氧化氯处理时间为2-30分钟。


2.如权利要求1所述的净水方法，其特征在于：净水过程中，首先在原水中加入二氧化氯进行处理，然后依次进行混凝、沉淀、过滤、消毒。


3.如权利要求2所述的净水方法，其特征在于：在加入二氧化氯处理完成后，混凝之前，进行紫外和氯处理。


4.如权利要求2所述的净水方法，其特征在于：在过滤后，消毒之前，进行紫外和氯处理。


5.如权利要求1所述的净水方法，其特征在于：在进行二氧化氯处理时，加入的二氧化氯为二氧化氯水溶液；所述二氧化氯水溶液是由...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欣然，杨欣，范梦鸽，商启，凌力，殷冉，
申请(专利权)人：中山大学，香港科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44