一種水中消毒副產(chǎn)物前體物質(zhì)的去除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于水質(zhì)凈化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種水中消毒副產(chǎn)物前體物質(zhì)的去除方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近幾年來，長江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河、遼河等七大流域和浙閩片河流、 西北諸河、西南諸河以及全國重點(diǎn)湖泊和水庫中，主要污染指標(biāo)為總磷與化學(xué)需氧量和五 日生物需氧量。從全國的環(huán)境公報(bào)來看，水體主要為有機(jī)物污染和水體富營養(yǎng)化，水體存在 許多天然的有機(jī)物(如腐殖酸等），以及各種復(fù)雜的有機(jī)物(如農(nóng)藥、藥品、工業(yè)廢水等)的污 染以及水體富營養(yǎng)化帶來的藻類爆發(fā)產(chǎn)生的各種有機(jī)物，這些有機(jī)物質(zhì)在水處理工藝中， 特別是氯氧化工藝中容易生成三氯甲烷、三溴甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷等鹵化消 毒副產(chǎn)物。目前，去除水中消毒副產(chǎn)物包括對氯化產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物的去除和對消毒副產(chǎn) 物前體物質(zhì)的去除。去除消毒副產(chǎn)物前體物質(zhì)的方法主要有3種:強(qiáng)化混凝法、粒狀活性炭 吸附法和膜率法。然而，到目前為止還未見有陶瓷濾膜過濾的方法去除水中消毒副產(chǎn)物前 體物質(zhì)的文章和專利。專利CN104261533A公開了一種去除給水中消毒副產(chǎn)物前體物的方 法，文章《高鐵酸鹽去除水中消毒副產(chǎn)物前體物的研究》和專利CN104261533A都是采用高鐵 酸鹽聯(lián)合聚合鋁的處理方法來提高消毒副產(chǎn)物前體物的去除率，該方法消耗的化學(xué)藥劑會 引入一些其他離子，造成水的二次污染;文章《微污染水源水中消毒副產(chǎn)物前體物的去除》 則是用生物接觸氧化技術(shù)對消毒副產(chǎn)物前體物進(jìn)行去除，生物法去除前體物質(zhì)需要的氧化 時(shí)間長，日處理水量不高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)中水廠常規(guī)工藝條件下消毒副產(chǎn)物前體物去除率不高，絮凝劑投加 量較高或日處理量不足等問題，本發(fā)明的目的是提供一種水中消毒副產(chǎn)物前體物質(zhì)的去除 方法。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0005] -種水中消毒副產(chǎn)物前體物質(zhì)的去除方法，包括以下步驟：
[0006] 向水樣中加入混凝劑進(jìn)行混凝，將混凝后的水樣過濾，過濾后水樣為去除了消毒 副產(chǎn)物前體物質(zhì)的水樣。
[0007] 所述水樣為水源水、地下水、污水、工業(yè)用水、居民生活用水中的至少一種。
[0008] 所述混凝劑為聚合氯化鋁(PAC1 )、聚合硫酸鋁、氯化亞鐵、硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵 中的至少一種。
[0009] 所述混凝劑的投加量為0-60mg/L，優(yōu)選為2-60mg/L。
[0010] 所述混凝的時(shí)間為30-120s。
[0011] 所述混凝后的水樣過濾是采用膜進(jìn)行過濾。
[0012] 所述膜的孔徑為0.01~Ιμηι，優(yōu)選為〇· 1~0·45μηι，更優(yōu)選為0· ΙμL?。
[0013] 所述膜為聚醚砜膜、聚四氟乙烯膜、聚偏氟乙烯膜、陶瓷膜中的至少一種。
[0014] 所述水中消毒副產(chǎn)物前體物質(zhì)的去除方法中以溶解有機(jī)碳(DOC)的去除率和三鹵 甲烷生成潛能的降低率表示水中消毒副產(chǎn)物前體物質(zhì)去除的程度。
[0015] 由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
[0016] 本發(fā)明的方法采用膜過濾，不需要采用化學(xué)試劑，是單純的物理截留方法，不會產(chǎn) 生二次污染;可以大規(guī)模使用，處理量大;不需要昂貴的氧化劑和催化劑，可以重復(fù)利用，節(jié) 約成本;可以快速而高效的去除水中消毒副產(chǎn)物前體物質(zhì)，易于管理和操作，提高了D0C的 去除率，也提高了水中消毒副產(chǎn)物前體物質(zhì)的去除率，是一種安全、高效、綠色的去除水中 消毒副產(chǎn)物前體物質(zhì)的方法。
[0017] 本發(fā)明的方法采用膜過濾較砂濾工藝的過濾度更大，對水中微小顆粒物的去除率 更高，進(jìn)一步降低了消毒副產(chǎn)物前體物質(zhì)，而且更容易實(shí)現(xiàn)自動化操作。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的水中消毒副產(chǎn)物前體物質(zhì)的去除方法的工藝流程圖。
[0019] 其中：1為第一容器，2為齒輪栗，3為橡膠管，4為膜裝置，5為第二容器。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0021] 本發(fā)明中水中消毒副產(chǎn)物前體物質(zhì)為親水性酸性物質(zhì)、親水性堿性物質(zhì)、親水性 中性物質(zhì)、疏水性酸性物質(zhì)、疏水性堿性物質(zhì)、疏水性中性物質(zhì)中的至少一種。
[0022]本發(fā)明中水中消毒副產(chǎn)物為三氯甲烷、三溴甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷中 的至少一種。
[0023] 實(shí)施例1
[0024] 如圖1所示，圖1是本發(fā)明實(shí)施例的水中消毒副產(chǎn)物前體物質(zhì)的去除方法的工藝流 程圖。取水源水6L分別置于6個(gè)容量為1L的第一容器1里進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn)，每個(gè)第一容器1投加 40mg混凝劑聚合氯化錯(cuò)，配成濃度為40mg/L的聚合氯化錯(cuò)溶液，以150r/min的攪拌速率，攪 拌60s后，然后將混凝后水樣通過齒輪栗2栗入長度為2m的橡膠管3中，然后進(jìn)入由Metawate 公司提供的膜裝置4的底部，所述膜裝置4為陶瓷濾膜，直徑為3cm、高為10cm、具有5個(gè)灌裝 通道、過濾面積為0.042m 2、膜孔徑為Ο.?μπι;通過輻射流對混凝后水進(jìn)行過濾，廢水由上部 排出，中部的濾后水進(jìn)入第二容器5中儲存。本發(fā)明的方法中混凝劑的投加量和反應(yīng)時(shí)間， 可以根據(jù)實(shí)際水質(zhì)特性(污染物濃度、濁度、色度)等綜合確定。
[0025] 在過濾后的水樣中加入5倍于水源水中總有機(jī)碳(T0C)量的自由氯，25°C的條件 下，避光保存7天，測量水樣中三齒甲烷的生成量。利用國標(biāo)測得過濾后水樣中D0C的去除率 達(dá)47.6%，三鹵甲烷生成潛能的降低率為67.4%，疏水性酸性物質(zhì)和親水性酸性物質(zhì)的去 除率分別為68.5%和49.3%，兩種物質(zhì)(疏水性酸性物質(zhì)和親水性酸性物質(zhì))三鹵甲烷生成 潛能的降低率分別為55.1 %和37.2%。
[0026] 對比例1
[0027]取水源水6L分別置于6個(gè)容量為1L的燒杯里進(jìn)行混凝燒杯實(shí)驗(yàn)，每個(gè)燒杯投加 40mg混凝劑聚合氯化錯(cuò)，配成濃度為40mg/L的聚合氯化錯(cuò)溶液，以150r/min的攪拌速率，攪 拌lmin，30r/min攪拌20min，靜置60min，測得水中D0C的去除率為38.5 %，三鹵甲烷生成潛 能的降低率為52.5%。
[0028] 實(shí)施例1和對比例1所得結(jié)果如表1所示。
[0029] 表 1
[0031]由表1的數(shù)據(jù)可以看出，采用本申請的方法水中消毒副產(chǎn)物前體物質(zhì)的去除效果 優(yōu)于傳統(tǒng)的方法，本申請的方法在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到了較好的水中消毒副產(chǎn)物前體物質(zhì)的去 除效果。
[0032] 實(shí)施例2
[0033] 與實(shí)施例1的方法相同，其他條件不變的情況下，混凝攪拌時(shí)間為60s，混凝劑聚合 氯化鋁的投加量分別為0、20、30、4011^/1，測量水中00(：的去除率與三鹵甲烷生成潛能的降 低率，測得的結(jié)果如表2所示。
[0034] 表 2
?〇〇36]^由表2的數(shù)據(jù)可以看出，采用本申請的方法D0C的去除率和三鹵甲烷生成潛能的降 低率都隨著聚合氯化鋁投加量的增加而升高。
[0037] 實(shí)施例3
[0038] 與實(shí)施例1的方法相同，其他條件不變的情況下，混凝劑聚合氯