專利名稱：：水凈化處理的工藝和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及水凈化處理的工藝和裝置，具體地涉及與臭氧或臭氧及過氧化物一起，使用紫外光從水中去除(NDMA及其他有機污染物。
背景技術(shù)：
：N-亞硝基二曱胺(NDMA)是最為人熟知的一種亞硝胺。亞硝胺是一類可致癌、致突變和致畸的有機化合物。水中NDMA的外源性來源包括火箭燃料及其成分、冷卻潤滑油、香煙煙霧、除草劑、殺蟲劑、藥物制劑中的氨基比林以及橡膠制品。NDMA也是水的氯/氯胺消毒處理的一種消毒副產(chǎn)物，特別是當所處理的水含有較高含量的有機氮及溴化物時。氯化/氯胺化處理的水平與所形成的NDMA數(shù)量之間存在有直接聯(lián)系，前者一般為l-5mg/L,而后者一般為20-100ng/L。美國環(huán)保署(EPA)采納的NDMA凈化標準為0.7ng/L，而美國加利福尼亞州為飲用水設(shè)定的最高允許NDMA水平為10ng/L。聯(lián)邦和州環(huán)境危險評估所推薦的水平僅為2ng/L，但目前并沒有立法強制執(zhí)行此標準。NDMA的最低檢測水平一般處于0.5-2ng/L的范圍中。NDMA是揮發(fā)性的，同時極易溶于水，因此無法通過揮發(fā)、過濾、反滲透去除。但是，波長范圍為225-250nm的紫外光可通過斷開N-N鍵而將NDMA光降解成二曱胺(DMA)和亞硝酸鹽，以及硝酸鹽、曱醛及曱酸鹽。雖然紫外光處理可破壞NDMA,它具有至少兩大缺點。首先，紫外對NDMA的破壞所需要的能量比消毒要高得多(大約10-25倍)。這使得NDMA的去除昂貴且不環(huán)保。第二，紫外光降解的子體產(chǎn)物會再次形成NDMA,特別是在有氯或氯胺的情況下，而氯和氯胺是常用的殘余消毒劑。為了減少再次形成NDMA,在紫外光處理的同時，一般進行過氧化氫處理以氧化所述子體產(chǎn)物，由此防止NDMA的再次形成。這種對過氧化氫的要求更增加了該工藝的成本。另外，紫外光處理對去除1，4-二氧己環(huán)和揮發(fā)性有機化合物(VOC)不是很有效，因此要求進一步提高所使用的紫外光能量和過氧化物的數(shù)量。因此需要一種有效、經(jīng)濟的凈化工藝以氧化諸如NDMA、1,4-二氧己環(huán)和VOC的污染物。發(fā)明概述下面描述并圖示說明了本發(fā)明的一些方面和實施例，它們乃是示例性的舉例，并不旨在限制本發(fā)明的范圍。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種從水中去除N-亞硝基二曱胺(NDMA)及NDMA衍生物的方法，其包括采用紫外光接觸所述的水，然后采用臭氧4妾觸所述的水，由此減少NDMA和NDMA書于生物的數(shù)量。在一些實施例中，所述NDMA衍生物為二曱胺(DMA)。在一些實施例中，在沒有過氧化氫的情況下添加所述臭氧。在另一些實施例中，所述臭氧與過氧化氫一起添加。在一些實施例中，所述水還包括揮發(fā)性有機化合物(VOC)，且所述方法減少所述水中VOC的數(shù)量。在一些實施例中，所述方法消毒所述水。在一些特定實施例中，所述消毒包括殺死病毒和大腸桿菌。在一些實施例中，所述方法運用一種模塊化旁流注入裝置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種從水中去除N-亞硝基二曱胺(NDMA)及NDMA衍生物的方法，其包括采用臭氧接觸所述的水，然后采用紫外光^l妻觸所述的水，由此減少NDMA和NDMA書f生物的lt量。在一些實施例中，所述NDMA衍生物為二曱胺(DMA)。在一些實施例中，所述水還包括揮發(fā)性有機化合物(VOC),且所述方法減少所述水中VOC的數(shù)量。在一些實施例中，在沒有過氧化氫的情況下添加所述臭氧。在另一些實施例中，所述臭氧與過氧化氫一起添加。在一些實施例中，所述方法消毒所述水。在一些特定實施例中，所述消毒包括殺死病毒和大腸桿菌。在一些實施例中，所述方法還包括在采用紫外光接觸所述水后，采用臭氧接觸所述水。在一些實施例中，紫外光使臭氧生成羥基自由基。在一些實施例中，在對所述水進行紫外光處理之前，對所述水進行的臭氧處理提高了所述水的紫外光透射率。通過下面對本發(fā)明的詳細描述，可進一步理解本發(fā)明的這些以及其他目的和特征。附圖簡述圖1A-1H顯示本發(fā)明裝置和方法的各種運行配置。圖2A-2D顯示本發(fā)明裝置和方法的其他運行配置。圖3為一種模塊化旁流臭氧/高級氧化裝置的示意圖。圖4A和4B為一種示例性臭氧/高級氧化裝置的主反應(yīng)器或者旁流反應(yīng)器的側(cè)面圖。圖4C顯示一種示例性臭氧/高級氧化裝置，其包括一個主反應(yīng)器及兩個旁流反應(yīng)器。圖5A-5E顯示具有不同注射器配置的注射器模塊的側(cè)面圖(圖5A和5B)及剖面圖(圖5C-5E)。圖5F顯示一種示例性注射器的側(cè)面圖。圖6A-6D顯示具有不同攪拌器配置的攪拌器模塊的側(cè)面圖(圖6A和6C)及剖面圖(圖6D)。圖7顯示一種用于通過旁流反應(yīng)器接受臭氧和過氧化氫的示例性模塊化主反應(yīng)器裝置的側(cè)面圖。發(fā)明詳述一.裝置和方法概述本發(fā)明的裝置和方法涉及與臭氧以及可選地，過氧化氫一起，使用紫外光能量對有機污染物進行光降解以及消毒。正如在此文中所使用的，臭氧/過氧化氬組合處理被稱為高級氧化，其包含由AppliedProcessTechnology,Inc.(美國加利福尼亞州PleasantHill)使用的HIPOXtm裝置和方法。請注意，盡管HIPOXTM裝置和方法可能具有較高的運行水頭壓力，本發(fā)明的裝置和方法并不限于某一特定范圍的運行壓力。盡管可以使用本發(fā)明的裝置和方法去除許多有機污染物，此文特別關(guān)注的污染物是N-亞硝基二曱胺(NDMA)。傳統(tǒng)的紫外光裝置、方法可有效地通過光降解從水中去除NDMA,但要求同時加入過氧化氫以氧化光降解的產(chǎn)物(即，NDMA子體產(chǎn)物)，從而防止再次形成NDMA。NDMA的紫外光降解比紫外光消毒需要多得多的能量，而要求加入過氧化氫則更加提高了成本。而且，紫外光降解對諸如1，4-二氧己環(huán)和各種揮發(fā)性有機化合物(VOC)不是很有效，因此要求額外數(shù)量的紫外光能量和過氧化氫。因此，盡管紫外光處理是一項較優(yōu)的水消毒方法，對去除有機污染物還需很多改進。本發(fā)明的裝置和方法基于以下的設(shè)想將紫外光對NDMA的降解與臭氧或某種高級氧化處理設(shè)置中的臭氧組合起來，以破壞NDMA的子體產(chǎn)物。而且，由于對1，4-二氧己環(huán)、內(nèi)分泌干"^尤物(EDC)、1，2，3-三氯丙烷、三氯乙烯(TCE)和其他VOC的破壞取決于活性氧族，而不是光降解，臭氧和高級氧化比紫外光能量要更有效地去除這些化合物。另外，紫外光能量能有效地對水中的大腸桿菌進行消毒，而臭氧和高級氧化可幫助去除其中的病毒。本發(fā)明的裝置和方法比傳統(tǒng)的水處理裝置和方法具有以下數(shù)個優(yōu)點。首先，對NDMA的紫外光降解不需要加入過氧化氫，因為臭氧處理有效地^破壞了子體產(chǎn)物，比如二曱胺(DMA)。在用于去除諸如NDMA的污染物時，我們預(yù)期紫外光和臭氧(或者，甚至高級氧化)的組合運行和維護一成本要低于紫外光和過氧化氫的組合。第二，紫外光和臭氧(或者高級氧化)的組合有效地去除NDMA及其衍生物(以及其他VOC)，并比紫外光和過氧化氫的組合更高效地對水進行消毒，由此為凈化及消毒提供了一種有力的水處理方法。也可在紫外光處理之前或者與其同時運用臭氧或者高級氧化使水變清，由此提高紫外光透射率，從而提高紫外光處理的效率并降低紫外光能量的成本。紫外光能量也促進從臭氧形成羥基自由基，由此使得臭氧化或者高級氧化更加高效。-.足義在描述本發(fā)明裝置和方法的各個方面和實施例之前，定義下列術(shù)語以保證理解清楚。未被定義的術(shù)語和縮寫應(yīng)按照其在本領(lǐng)域中的通用意義理解。也請注意，除非上下文另有明確說明，否則單數(shù)形式"一個"、"一種"包括了多個指代物。正如在此文中所使用的，某一特定污染物的"幾乎完全不可測，，水平指以下之一，(i)如果低于該水平，則無法使用經(jīng)批準可用于水測試的技術(shù)測出該污染物，(ii)此文中所述的一個數(shù)值濃度，或者(iii)由某一管理機構(gòu)設(shè)定的最高水平。正如在此文中所使用的，NDMA的不可測水平是大約或低于0.5ng/L的數(shù)值濃度，而其幾乎不可測水平是大約或低于0.2ng/L的數(shù)值濃度。同樣的，硝酸鹽的不可測水平是低于大約0.2N-mg/L的數(shù)值濃度，而TCE的不可測水平是大約0.5)ig/L的數(shù)值濃度。正如在此文中所使用的，"處理"地下水指通過采取一步或多步此文所述的凈化步驟，凈化或降低地下水中的某種污染物的水平。正如在此文中所使用的，"飲用水"指適合人類和/或動物食用的水。8按照上下文的明確說明，飲用水可符合當?shù)仃P(guān)于水中各種污染物水平的法律和法令規(guī)定。正如在此文中所使用的，水中的"污染物"包括有機化學(xué)污染物、生物污染物(即生物體)和顆粒物質(zhì)。正如在此文中所使用的，"有機污染物，，指被污染的水中的化合物，主要包括碳、氮、氧和氫原子，而不是生物體。在此文中，提供了示例有機污染物。正如在.此文中所使用的，"消毒"指去除或破壞水中的生物體，包括細菌、真菌和病毒。正如在此文中所使用的，從水中"去除"某種污染物指，與其原始或參考濃度或水平相比，降低該污染物的濃度或水平至少80%、至少85%、至少90%、甚至至少90%。正如在此文中所使用的，除非另有說明，以下縮寫具有以下意義ppm=百萬分之一ppb=十億分之一ppt:萬億分之一UV=紫外輻射Adv.Ox.=高級氧化EDC=內(nèi)分泌干擾物VOC=揮發(fā)性有機化合物TCE=三氯乙烯kW=千瓦kWH=千瓦時gal.=力口侖GPM=加侖每分鐘CFM=立方英尺每分鐘lb.=磅mo.=月HIPOXTM=高壓高級氧化ng/L=ng/升CCF=百立方英尺三.水凈化用紫外光/臭氧組合處理本發(fā)明裝置和方法涉及與臭氧(或者高級氧化)一起，使用紫外光能量對水進行凈化。現(xiàn)將描述所述裝置和方法的運行配置和特征。在一種運行配置中，入流污染水先經(jīng)過紫外光處理，以進行NDMA的光降解和消毒，然后用臭氧處理以去除NDMA子體產(chǎn)物(圖1A)。在一種相關(guān)運行配置中，水先經(jīng)過紫外光處理，然后經(jīng)過高級氧化處理(圖IB)。在另一種運行配置中，水先經(jīng)過臭氧處理，然后是紫外光處理，此時水中仍有殘余臭氧存在，可去除由紫外光降解造成的NDMA子體產(chǎn)物(圖IC)。在此運行配置的一種變化形式中，水先經(jīng)過高級氧化處理，然后是紫外光處理(圖ID)。在另一種運行配置中，水先經(jīng)過紫外光處理，然后是臭氧處理，最后再經(jīng)過紫外光處理(圖IE)。在此運行配置的一種變化形式中，水先經(jīng)過紫外光處理，然后是高級氧化處理，最后再經(jīng)過紫外光處理(圖IF)。在另一種運行配置中，水先經(jīng)過臭氧處理，然后是紫外光處理，最后再經(jīng)過臭氧處理(圖1G)。在此運行配置的一種變化形式中，水先經(jīng)過高級氧化處理，然后是紫外光處理，最后再經(jīng)過高級氧化處理(圖IH)。這些基本運行配置可被組合成更復(fù)雜的凈化方案，例如，專門針對一種特定污染物進行配置。例如，水可先后經(jīng)過臭氧、紫外光、高級氧化處理(圖2A),或者先后經(jīng)過高級氧化、紫外光、臭氧處理(圖2B)。也可同時進行或者部分重疊地進行紫外光處理和臭氧處理(圖2C)或者紫外光處理和高級氧化處理(圖2D)。例如，可在紫外光處理過程中，在水中存在有臭氧以及可選地，過氧化氫。同樣地，在向水中加入臭氧以及可選地，過氧化氬時，對該水進行紫外光處理。請注意，過氧化氫可與紫外光一起使用以減少NDMA的再形成，并與臭氧在一種高級氧化工藝中一起使用，比如加強對NDMA和其他VOC的破壞。從文中可清楚地了解過氧化氬的各種用法。一些運行配置包括額外的處理步驟，或者重復(fù)某一特定處理步驟，直到達到某一特定污染物的預(yù)定降低水平或者最高水平。例如，如圖2E和2F所示，每個"n，，均可單獨從1-10中選擇，例如，2、3、4、5、6、7、8、9或10。其他的運行配置避免重復(fù)同樣的處理步驟、使用最少的處理步驟總數(shù)、盡量減少把水從一個地點送至另一地點，并盡量減少或消除使用過氧化氫。對特定情況可優(yōu)選特定的運行配置，取決于，例如水中的污染物。在一些情況下，在紫外光處理之前進行臭氧或者高級氧化處理，以提高水的透射率，并在^f吏用紫外光去除NDMA前，去除1,4-二氧己環(huán)和其他VOC，且通過殘余臭氧或者過氧化氫(如有的話)去除NDMA子體產(chǎn)物。當未處理水的低透射率會影響紫外光處理時，優(yōu)選此處理步驟順序?；蛘?，先對水進行臭氧或者高級氧化處理，以去除l,4-二氧己環(huán)、EDC、1,2,3-三氯丙烷、TCE和其他VOC，然后用紫外光去除NDMA，最后再次用臭氧或者高級氧化處理去除NDMA衍生物。當紫外光處理后有NDMA再形成的問題時，優(yōu)選此處理步驟順序。在其他情況下，水先經(jīng)過紫外光處理，然后是臭氧或者高級氧化處理。當未處理水沒有低透射率問題和/或紫外光處理除了對NDMA子體產(chǎn)物、4-二氧己環(huán)、EDC、1，2，3-三氯丙烷、TCE和其他VOC之外，一般可有效地凈化水時，優(yōu)選此處理步驟順序，而那些化合物最好使用臭氧或者高級氧化處理加以去除。四.可被去除的污染物類型本發(fā)明裝置和方法可用于去除多種水生污染物，包括N-亞硝胺，這是一類強致癌物，其代表是N-亞硝基二曱胺(NDMA)。NDMA是一種可致癌、致突變和致畸，無臭，黃色的油性液體，其經(jīng)驗式為C2H6N20，并具有以下的結(jié)構(gòu)NDMA是水的氯化/氯胺化處理的消毒副產(chǎn)物，特別是對具有較高有機氮和溴化物水平的水。氯化/氯胺化處理的水平與所形成的NDMA數(shù)量之間存在有直接聯(lián)系，前者一般為l-5mg/L,而后者一般為20-100ng/L。許多不同的反應(yīng)會產(chǎn)生NDMA，表l中列出了其中的一些。在胃中的酸性條件下，存在于食物中的亞硝酸鹽和二曱胺(DMA)可形成NDMA(表1，第6號反應(yīng))；因此，內(nèi)源性NDMA在哺乳動物(包括人類)和其他動物的體內(nèi)生成。NDMA的外源性來源包括火箭燃料及其成分、冷卻潤滑油、香煙煙霧、除草劑、殺蟲劑、藥物制劑中的氨基比林以及橡膠制品。各種來源中NMDA的典型水平列在表2中。表1:生成NDMA的化學(xué)反應(yīng)示例編號生成NDMA的反應(yīng)1氯胺+DMA—NDMA2氯胺+UDMH—NDMA3氯胺+叔胺—NDMA4次氯酸鹽+DMA—NDMA5氯胺+氯化DMA—NDMA6亞硝酸鹽+DMA—NDMA7氯胺+亞硝酸鹽+DMA—NDMA8氯胺+DMA—NDMA9溴胺+DMA—NDMA10季胺+氯—NDMA11季胺+氯+亞硝酸鹽—NDMA12季胺+氯胺—NDMA13季胺+氯胺+亞硝酸鹽—NDMADMA=二曱胺；UDMH=不對稱二曱基肼表2:各種來源中的NMDA水平來源典型水平飲用水經(jīng)常>10ng/L腌肉600-1000ng/kg魚50_6000ng/kg牛奶90—100ng/L美國環(huán)保署(EPA)采納的NDMA凈化標準為0.7ng/L,而美國加利13福尼亞州為飲用水設(shè)定的最高允許NDMA水平為10ng/L。聯(lián)邦和州環(huán)境危險評估所推薦的水平僅為2ng/L，但目前并沒有立法強制執(zhí)行此標準。NDMA的最低檢測水平一般處于0.5-2ng/L的范圍中。本發(fā)明裝置和方法對以最小的成本、使用最少量的昂貴氧化物(例如過氧化氫)來盡可能地破壞NDMA及其衍生物尤其有用，NDMA的衍生物包括DMA、其他N-亞硝胺、三氯乙烯(TCE)、1,4-二氧己環(huán)、1,1-二氯乙烯(1,1曙DCE)、1，2-二氯乙烷(l,l-DCA)、1，2-二氯乙烯(1,2-DCE;順式和反式)、氯仿(CF)、氟利昂113、1,2,3-三氯丙烷、EDC、四氯乙烯(PCE)、二氯曱烷(DCM)、壬基苯酚(NP)、三氯沙(TCS)、雙酚-A(BPA)、雌二醇當量(EEQ)、碳氟化物、碳氯化物、氟氯碳(CFC)、其他VOC及類似物。臭氧溶解和高級氧化工藝可有效去除的其他污染物包括但不限于土臭味素、2-曱基異莰醇(MIB)、琉醇、2,3,6-三氯苯曱醚、鐵、錳、硫化物、氯和MTBE。本發(fā)明裝置和方法也可用于對水進行針對例如大腸桿菌和其他細菌，以及真菌和病毒的消毒。對被污染的水進行紫外光處理是一種從水中去除生物體的優(yōu)選方法，并可與臭氧和過氧化氫一起用于消毒并凈化水。本發(fā)明裝置和方法提高了功效和效率，從而可以實現(xiàn)以前因為污染程度及所需處理費用而被認為無法實現(xiàn)的凈化項目。五.支持本發(fā)明裝置和方法的研究支持本發(fā)明裝置和方法的研究包括表明去除地下水中污染物功效的實驗數(shù)據(jù)，這些地下水取自標為E/F、A和B的試驗井中。對取自井E/F(表3)、A(表4)及B(表4)的被污染的水，運用由不同數(shù)量的臭氧和過氧化氫組合成的高級氧化工藝去除其中的NDMA和VOC。在這些研究中，該水處理裝置帶有多個(即9個)串聯(lián)布置的臭氧/高級氧化反應(yīng)器，且在每三個反應(yīng)器后均可進行處理水的采樣。樣品被標為SP0、SP3、SP6和SP9，以表明在進行污染物水平測試前，水樣經(jīng)過了多少個反應(yīng)器。SP0樣本未經(jīng)過任何臭氧/高級氧化反應(yīng)器，而SP3、SP6和SP9樣本各自經(jīng)過了3、6、9個反應(yīng)器。因為SPO樣本未經(jīng)過臭氧或過氧化氫處理，在測量<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表5.井A水的凈化<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>如表3-5所示，即使低劑量的臭氧和過氧化氫都可有效地去除諸如l,l-DCE、1,2-DCA、1，2-DCE(順式/反式)和TCE的VOC,即便使用最低劑量的臭氧和過氧化氬時，這些化合物一般也會<0.5ppb。氟利昂113和氯仿(CHC13)較難去除，但當使用較高劑量的臭氧和過氧化氫時，它們的水平也被極大地降低，在有些例子中<0.5ppb。不同井中的水含有相當不同的NDMA起始水平。井E/F的水中的起始水平只有0.091ppb，其可被較高劑量的臭氧和過氧化氫降至0.004ppb。井B和井A的水中的起始水平分別為7.9和13ppb，可被較高劑量的臭氧和過氧化氫分別降至1.8ppb和<1ppb。這些結(jié)果表明高級氧化可在合理的臭氧和過氧化氬水平下破壞NDMA和各種前哨VOC，效果依賴于具體劑量。臭氧或臭氧過氧化物永久性地破壞NDMA，并使紫外光降解情況下的再形成不再成為問題。我們預(yù)期臭氧或臭氧過氧化物可像破壞NDMA—樣容易地破壞DMA,并因此可被用來去除水中的DMA，包括由紫外光降解NDMA形成的DMA。部分根據(jù)此數(shù)據(jù)，對使用紫外光和過氧化氫、高級氧化、紫外光與高級氧化組合進行水處理進行了成本比較，結(jié)果表明先進行紫外光處理，隨后進行高級氧化處理是最便宜的方法，其周期性成本幾乎僅是紫外光和過氧化氬處理的一半。五.示例裝置本發(fā)明裝置和方法可使用傳統(tǒng)的紫外光裝置，并將其出水引至一個合適的臭氧或高級氧化裝置。該臭氧或高級氧化裝置可以是直接注入型，也可以是旁流型。紫外光處理和臭氧或高級氧化也可以被組合在同一個裝置中。因此，本發(fā)明裝置和方法并不限于任何特定裝置或運行配置。a.裝置描述在紫外光處理后進行臭氧或高級氧化處理的一種示例性裝置是一個模塊化設(shè)計、推流式水處理裝置，其特征為旁流式注入臭氧及可選地，過氧化氫，并帶有強力靜態(tài)攪拌器以盡可能加強氧化劑在入流水中的溶解。通過旁流攪拌加入臭氧和過氧化氫確保氧化劑在主反應(yīng)器中的最大溶解和擴散，得到高傳質(zhì)效率，從而可以使用較低劑量的氧化劑，而不需要延長主反應(yīng)器中的停留時間或者把入流水循環(huán)流過主反應(yīng)器。該裝置對低劑量、高流量、單次通過的水處理應(yīng)用極為理想，比如對食用水(包括飲用水)、灌溉水、工業(yè)用水、沖洗潔具及類似的水處理或者對排放至環(huán)境(例如湖泊、河流或其他水體)中的水處理。該裝置也可被理想地應(yīng)用在紫外光處理的下游，比如，破壞由紫外光降解產(chǎn)生的DMA以及破壞多種其他voc。圖3是一種模塊化臭氧/高級氧化示例裝置300與一種紫外光處理裝置30相連的示意圖。被污染的水通過紫外光處理裝置30的入流口32進入，在該裝置中發(fā)生光降解。從該紫外光處理裝置30流出的水進入主反應(yīng)器310的入流口301,而^皮處理過的水從出流口302流出。該入流水的一部分被引離主反應(yīng)器310以用于臭氧旁流反應(yīng)器，其包括位于靜態(tài)攪拌器319上游的臭氧注射器317。通過該旁流反應(yīng)器被注入的臭氧可與另一個靜態(tài)攪拌器309接觸以提高臭氧在主反應(yīng)器310中入流氷中的溶解。該臭氧可通過相對于旁流反應(yīng)器中水的正壓作用而^C注入，或者通過諸如文丘里效應(yīng)而被抽入旁流反應(yīng)器中。在一些配置中，該入流水的一個第二部分被引離主反應(yīng)器310以用于過氧化氫旁流反應(yīng)器，其包括位于靜態(tài)攪拌器315上游的過氧化氫注射器313。盡管過氧化氫傳統(tǒng)上是被直接加入主反應(yīng)器中，或者被直接加入不加壓預(yù)混室中的入流水中，本發(fā)明裝置的特征是，使用與靜態(tài)攪拌器315相連的注射器313旁流注入過氧化氫，以便在旁流反應(yīng)器中充分攪拌過氧化氬，從而提高過氧化氬在主反應(yīng)器310中的溶解程度。過氧化氫在主反應(yīng)器中的溶解效率越高，就越能提高其與臭氧接觸時生成羥基自由基的效率。如圖4A和4B所示，主反應(yīng)器400(圖4A)或者旁流反應(yīng)器410(圖4B)中的注射器模塊403和攪拌器模塊405是模塊化的，使得它們可被組合成各種流式配置和布置以針對某一特定應(yīng)用定制該裝置并使其達到最優(yōu)化。旁流反應(yīng)器410的模塊一般比主反應(yīng)器400的模塊直徑要小，但模塊結(jié)構(gòu)特征相同。因此，下面的描述許多是關(guān)于主反應(yīng)器以及一個或多個旁流反應(yīng)器的，它們均是該裝置的一部分。該裝置的組件在外形和功能上均是模塊化的，使得這些組件可被大量制造，并以不同方式進行組合以適應(yīng)各種專門的應(yīng)用。裝置的主要組件是主反應(yīng)器和旁流反應(yīng)器中的注射器模塊和攪拌器模塊，它們的特征相似而直徑不同，旁流反應(yīng)器模塊的直徑比主反應(yīng)器模塊的直徑小很多。較優(yōu)地，各個注射器模塊403的第一末端423上的配件均是相同的(即，可互換)，而各個注射器模塊403的第二末端433上的配件也均是相同的；各個攪拌器模塊405的第一末端425上的配件均是相同的，而各個攪拌器模塊405的第二末端435上的配件也均是相同的(如上)，這樣，交錯布置的注射器模塊和攪拌器模塊可以用相同管徑的互連模塊進行裝配。各個注射器403的第一末端423和第二末端433和/或各個攪拌器405的第一末端425和第二末端435可以是相同的，使得注射器模塊403和攪拌器模塊405可以任一方向運行，從而便于裝配。在其他實施例中，注射器模塊403和攪拌器模塊405被設(shè)計成按單個流向運行，而第一末端423、433和第二末端425、435可以相同，也可以不同。在另外的實施例中，各個注射器模塊403和攪拌器模塊405的第一末端423、425和第二末端433、435是相同的，使得注射器模塊403可連續(xù)裝配和/或攪拌器模塊405可連續(xù)裝配，如圖4B所示?？墒褂梅ㄌm式(即，帶法蘭盤)模塊外殼，并可包括諸如O形墊圏的密封圏以盡量減少泄漏。也可使用螺紋配件。在一個例子中，注射器模塊帶有公螺紋，而攪拌器模塊帶有母螺紋，這樣注射器模塊可與攪拌器模塊裝配在一起。而在另一個例子中，注射器模塊帶有母螺紋，而攪拌器模塊帶有公螺紋。在再一個例子中，注射器模塊和攪拌器模塊的各個第一末端帶有公(或母)螺紋，而該注射器模塊和攪拌器模塊的各個第二末端帶有母(或公)螺紋，這樣可在一個裝置中裝配入任意數(shù)量的注射器模塊和攪拌器模塊。或者，模塊上的所有螺紋均是公或母的，而用連接件或活接頭來連接這些模塊?？筛鶕?jù)需要使用其他管道配件來接至一個或多個合適的紫外光處理裝置的出流口?？稍黾右粋€可選的預(yù)混模塊411，以把氧化劑或其他水處理藥劑在與反應(yīng)器接觸之前引入經(jīng)紫外光處理的出流水中(圖4A和4B)。除了該預(yù)混模塊之外，還可增加一個可選的混合后接觸器模塊412(或"接觸器")，或用該混合后接觸器模塊來代替該預(yù)混模塊，以在有氧化劑的情況下增加水的停留時間。該接觸器一般具有比注射器和攪拌器模塊大的內(nèi)部體積，圖中并未按比例顯示。如配有預(yù)混模塊和接觸器，則它們可分別包括第一末端421、422和第二末端431、432。預(yù)混模塊411的第一末端421和接觸器模塊412的第二末端432可做成端蓋的形式，其包括分別與入流口和出流口相連的配件。圖4C顯示了一個用于高級氧化模式的完整裝置400。該裝置400包括一個主反應(yīng)器440、一個臭氧旁流反應(yīng)器460和一個過氧化氫旁流反應(yīng)器450。主反應(yīng)器440包括一個分流器模塊448,以便將紫外光處理裝置的出流水的一部分分流至旁流反應(yīng)器450、460。該分流器才莫塊448或相應(yīng)的連接可包括一個或多個閥門以調(diào)節(jié)被分流至各個旁流反應(yīng)器的水量(未顯示)、一個可選的預(yù)混模塊441以注入過氧化氫、一個過氧化氫注射器模塊446以注射旁流過氧化氫、一個臭氧注射器模塊443以注射旁流臭氧和攪拌器模塊445。該分流器模塊可以是該裝置的一個組件或者是其外圍組件。在過氧化氫被引入預(yù)混模塊441中時，其可通過直接注射(即，如圖所示，不使用旁流反應(yīng)器)或者通過一個額外的旁流反應(yīng)器以盡可能加強攪拌和溶解(未顯示)而被引入。臭氧旁流反應(yīng)器460包括臭氧注射器模塊463和攪拌器模塊465。過氧化氫旁流反應(yīng)器450包括過氧化氬注射器模塊453和攪拌器模塊455。流過過氧化氫旁流反應(yīng)器的全部或部分水可被用于臭氧旁流反應(yīng)器中，在這種情況下，該裝置、系統(tǒng)和方法可在將氧化劑引入主反應(yīng)器之前，在旁流反應(yīng)器中連續(xù)(即按順序)添加過氧化氫和臭氧。在引入主反應(yīng)器之前，向臭氧旁流反應(yīng)器中加入高濃度過氧化氫或者已在旁流反應(yīng)器中經(jīng)過攪拌的過氧化氬，對控制溴酸鹽的形成非常有效。在一些情況下，用于臭氧和/或過氧化氫旁流反應(yīng)器中的水與旁流反應(yīng)器中的水和氧化劑所要混合的水(如，來自紫外光處理裝置的出流水)來自同一個來源。在這種方式下，流向旁流反應(yīng)器的水是從流至主反應(yīng)器的水中分流出來的?；蛘?，旁流反應(yīng)器中的水與進入主反應(yīng)器中的水來源不同，而該水可能未經(jīng)過紫外光處理。在這種情況下，與供應(yīng)給主反應(yīng)器的水相比，旁流反應(yīng)器中的水可含有較高或較低的污染物水平。該裝置還可包括一個或多個脫氣口以釋放由未溶臭氧、氧氣或空氣(視具體使用的氧化劑氣體而定)造成的殘余氣體壓力。脫氣(或"排氣")口可設(shè)在主反應(yīng)器上，優(yōu)選地，在一種或多種氣體注射點的下游，以便釋放由未溶解的氧化劑氣體造成的氣體壓力?；蛘呋蛄硗獾?，脫氣口可被設(shè)置在旁流反應(yīng)器(一般是氣體氧化劑旁流反應(yīng)器)上，以^^在主反應(yīng)器中混合之前釋放氣壓。脫氣口可設(shè)置在一個額外的模塊上，該模塊可與注射器和攪拌器模塊裝配在一起(即，一個獨立的"脫氣模塊")，或與一個已有模塊，比如攪拌器模塊組合。圖4C顯示一個位于攪拌器模塊265上的脫氣口270，也可考慮在其他位置安裝一個或多個脫氣口。圖5A-5F顯示注射器501在注射模塊503中的幾個不同布置。每個注射模塊503中可以有一個或多個注射器501。如果有多個注射器，則注射器501可被布置在同一平面上(圖5A)或者穿過與注射模塊503的主軸(虛線)垂直的幾個平面(圖5B)。多個注射器501可被布置成多個相對的注射器對(圖5C和5D)或者布置在注射模塊503的徑向上(即，形成爆炸-星狀；圖5E)，以便盡可能加強被注入的氧化劑在反應(yīng)器中的分布。為了簡化附圖，僅在圖5C-5E中顯示了注射模塊503(而不是法蘭)的內(nèi)壁。圖5F顯示了一個示例注射器。該注射器具有傳統(tǒng)的噴嘴設(shè)計，并包括一個噴嘴部分510、用于與注射器模塊上的螺紋孔相配的螺紋512和用于與臭氧或過氧化氫供應(yīng)器(可來自一個旁流反應(yīng)器)相接的螺紋514。注射器501的尺寸和數(shù)量根據(jù)應(yīng)用而確定，且這些噴嘴可被設(shè)計成形成扇形或圓錐形噴霧，以進一步分布所注入的氧化劑。圖6A-6D顯示了一個示例裝置，其包括不同的靜態(tài)攪拌器605配置。圖6A是裝置600的側(cè)視圖，該裝置具有單獨的注射器模塊603和攪拌器模塊605。圖中標出注射器模塊603的第一末端623和第二末端633及攪拌器模塊605的第一末端625和第二末端635。示例注射器模塊603包括四個注射器601，它們分別位于與注射器603的軸線(虛線)垂直的一個單獨平面上。圖6A所示的裝置600包括一個攪拌器模塊605,其包括一個葉片式靜態(tài)攪拌器610,該攪拌器包括一個幾乎完全平的扭曲部件，該部件可在通過攪拌器605的水中產(chǎn)生旋流。此類攪拌器的例子為ChemineerWVM型攪拌器(Chemineer，英國Derby)。圖6B所示的裝置600特征為，攪拌器模塊604與注射器模塊共享一個室，由此形成一個注射器-攪拌器組合模塊604,其包括一個注射器模塊603部分和一個攪拌器模塊605部分。這樣的組合模塊可被用于該裝置的許多實施例中，特別是需要提供一個具有基本容量和性能水平的"核心"裝置時，可以按需要使用額外的模塊對該裝置進行改變，以達到一個預(yù)選的容量和性能水平。額外或"附加"的注射器模塊及攪拌器模塊也可以是注射器-攪拌器組合模塊?；蛘?，攪拌器模塊605或注射器-攪拌器組合模塊604也可以帶有一個齒片狀攪拌器，其中一個或多個齒片611從該攪拌模塊604的內(nèi)壁伸出，在通過該攪拌模塊的水中產(chǎn)生紊流或旋流(圖6C)?？梢栽谧⑸淦?01的下游設(shè)置一個額外的預(yù)分布齒片或?qū)驌醢?20,以將所注入的氧化劑引至靜態(tài)攪拌器的中心部位。該裝置的橫斷面視圖(圖6D)顯示攪拌齒片611和位于注射器601下游的額外齒片或?qū)驌醢?20。齒片攪拌器的例子為ChemineerKMS型攪拌器(Chemineer,英國Derby)。任何一個或多個注射器601與攪拌器模塊605(或者攪拌器模塊605的組件)之間的距離一般情況下并不重要，但可被選定以便在將氧化劑引入旁流反應(yīng)器時，盡可能加強氧化劑與入流水的混合?？稍谝粋€攪拌器模塊的上游串聯(lián)布置用于直接或通過旁流反應(yīng)器注入同樣或不同氧化劑的多個注射器模塊。多個具有相同或不同設(shè)計的攪拌器模塊可被串聯(lián)布置以改善混合。本發(fā)明裝置、系統(tǒng)和方法的一個目的是達到最高的攪拌效率，同時使能量消耗降至最低；因此，優(yōu)選地，一般使用所需最少數(shù)量的高效攪拌器，以達到充分攪拌和氧化劑的使用，此文所述氣體與液體的比率反映了這一點。圖7顯示一個示例主反應(yīng)器700，其包括一個預(yù)混模塊701、兩個注射器模塊703、兩個攪拌器模塊705和一個混合后模塊702。注射器模塊703包括臭氧注射器713以用于注入通過旁流反應(yīng)器提供的臭氧。預(yù)混模塊701和混合后模塊702包括過氧化氫注射器711和712，以用于注入通過旁流反應(yīng)器提供的過氧化氬。也可以通過彎頭連接旁流反應(yīng)器臭氧和/或過氧化氫模塊，由此使得整個裝置更加緊湊。在這種情況下，使用一個彎頭704連接一個攪拌器模塊705至一個注射器模塊703。該彎頭704還可包括一個旁流反應(yīng)器或直接過氧化氫注射器714和/或一個旁流反應(yīng)器或直接臭氧注射器716。圖7中的裝置也包括一個可選的入流水壓力計721、出流水壓力計722和出流水采樣口723，其可被用于監(jiān)測裝置的性能并為調(diào)整和修改提供依據(jù)。b.運行配置由于示例裝置的模塊化性質(zhì)，可以用最少數(shù)量的、最不復(fù)雜的組件在現(xiàn)場裝配成專門的處理單元。可以很容易地添加或者減少裝置的模塊，以最優(yōu)化其效率和性能。以此種方式，該裝置可以被安裝在已有紫外光處理設(shè)施中，先采用一定起始數(shù)量的模塊，測試其效率和性能，然后采用額外的注射器模塊和攪拌器模塊(或組合模塊)對該裝置進行改造，直至達到滿意的出流水量和水質(zhì)。這就避免了為每種應(yīng)用設(shè)計一種專門裝置的高成本和風險，而這種專門裝置在一些情況下缺少可擴展性，并缺乏替換組件的能力。該裝置可在臭氧溶解模式下運行，其中臭氧通過一個旁流反應(yīng)器被注入反應(yīng)器中，而不添加過氧化氫；或以高級氧化模式運行，其中臭氧通過一個旁流反應(yīng)器被注入反應(yīng)器中，并直接或通過一個旁流反應(yīng)器將過氧化氬注入主反應(yīng)器中。以臭氧溶解模式運行的優(yōu)選裝置包括一個主反應(yīng)器和至少一個旁流反應(yīng)器，以用于在把臭氧引入主反應(yīng)器之前注入并混合臭氧。該旁流反應(yīng)器包括一個注射器模塊和一個攪拌器模塊，它們可以是獨立的組件或者被組合在同一個外殼中。除了旁流反應(yīng)器中的那些模塊外，該主反應(yīng)器可包括任意數(shù)量的臭氧注射器和攪拌器。在一些實施例中，在緊靠旁流反應(yīng)器臭氧注入口的下游位置，在主反應(yīng)器中設(shè)置有一個攪拌器模塊，這樣從旁流反應(yīng)器注入的臭氧在主反應(yīng)器中被最大程度地分布。該攪拌器模塊可以是葉片式、齒片式、本領(lǐng)域中熟知的其他攪拌器類型，或者以上類型的組合。當使用多個攪拌器時，可各有一個或多個以上各種類型的攪拌器。以高級氧化模式運行的裝置還包括至少一個過氧化氫注射器，以用于向主反應(yīng)器中注入并攪拌過氧化氫。可直接或者通過一個旁流反應(yīng)器注入過氧化氫，以盡可能地提高傳質(zhì)效率并減少達到預(yù)設(shè)的入流水中污染水平降低程度所需要的過氧化氬數(shù)量。如上所述，該旁流反應(yīng)器包括一個注射器模塊和一個攪拌器模塊，它們可以是獨立的組件或者被組合在同一個外殼中。除了旁流反應(yīng)器中的那些模塊外，該主反應(yīng)器可包括任意數(shù)量的過氧化氫注射器和攪拌器。在一個例子中，在緊靠旁流反應(yīng)器過氧化氫注入口的下游位置，在主反應(yīng)器中設(shè)置有一個攪拌器模塊，這樣從旁流反應(yīng)器注入的過氧化氬在主反應(yīng)器中被最大程度地分布?？梢砸源?lián)方式布置多個注射器模塊，隨后是一個或多個攪拌器模塊。一個單個注射器模塊可包括用于臭氧、過氧化氫或者兩者的注射器。例如，當在同一個注射器模塊中置有多個注射器時，其中一些注射器(即，第一部分)可用于注射臭氧，而其他一些(即第二部分)用于注射過氧化氫?；蛘?，可以使用"僅用于臭氧"的注射器模塊及"僅用于過氧化氫"的注射器模塊，它們各自帶有僅用于所示氧化劑的注射器。臭氧注射器模塊和過氧化氬注射器模塊可以被交錯布置，或以另外的邏輯方式布置，從而以最高效率和性能提供氧化劑。盡管可以任何順序注入臭氧和過氧化氫，優(yōu)選地，首先在臭氧的上游注入過氧化氬，從而在與臭氧接觸之前，過氧化氫有時間與從紫外光處理裝置來的出流水充分混合。在早期加入過氧化氫減少了NDMA的再形成，并減少了溴酸鹽的形成，溴酸鹽的形成會在高濃度的臭氧下發(fā)生，但是如果有過氧化氫則會被減少(參見例如，美國專利號5,851,407和6,024,882)。當需要盡可能多地形成羥基自由基和減少過氧化氫的消耗量時，可先注入臭氧與入流水中的有機化合物反應(yīng)，以生成羥基自由基或者其他自由基，然后加入過氧化氫與殘余臭氧反應(yīng)生成更多的羥基自由基。另一種控制溴酸鹽形成的方法是向臭氧旁流反應(yīng)器中注入高濃度過氧化氫，或者從一個過氧化氫旁流反應(yīng)器向臭氧旁流反應(yīng)器中引入一部分經(jīng)稀釋的過氧化氫，由此控制臭氧旁流反應(yīng)器中的溴酸鹽形成。攪拌器模塊可以是葉片式、齒片式、或者兩者皆有。當使用多個攪拌器模塊時，可各有一個或多個以上各種類型的攪拌器，由此利用各種類型攪拌器的各自優(yōu)點。可以在每個臭氧和/或過氧化氫注射器模塊之后設(shè)置一個攪拌器模塊?；蛘?，可以在每個臭氧注射器模塊-過氧化氫注射器模塊對之后設(shè)置一個攪拌器模塊。也可以在多個臭氧注射器模塊和/或過氧化氫注射器模塊之后設(shè)置一個攪拌器模塊?？稍谥鞣磻?yīng)器的上游設(shè)置一個預(yù)混模塊，并可包括臭氧和/或過氧化氫注射器。預(yù)混模塊可包括入流口(可以是注射器)，以用于在注入臭氧之前向入流水中加入過氧化氫。在主反應(yīng)器的下游設(shè)置一個接觸器也會有利于僅使用臭氧的運行，這樣臭氧有充足的時間在水中擴散并進行凈化。此類下游臭氧接觸器的形式可以是一根管道、帶隔板或不帶隔板的水池(包括帶"上"或"下"隔板的水池)，或者相似設(shè)備。下游臭氧接觸器可以被整合在主反應(yīng)器中，或者可以是一個位于主反應(yīng)器下游的獨立組件。接觸器模塊可包括入流口(可以是注射器)，以用于在注入臭氧之后向出流水中加入過氧化氫，例如，來控制溴酸鹽的形成。如果裝置是以臭氧溶解模式運行，而沒有過氧化氫，則可以使用預(yù)混和/或接觸器模塊添加更多的臭氧?？梢栽O(shè)置一個下游氣-液分離器，以釋放多余的臭氧氣體、氧氣和/或空氣，例如，以減少下游設(shè)備中的腐蝕并減少泄漏以改善健康和安全。可以使用直徑大于反應(yīng)器的一根管道或者一個容器放出(排出)多余的氣體，這樣水速會降低，露出更大的表面積，而多余的氣體就可以通過一個排氣閥以及可選地，一個臭氧破壞單元而被排出。在一些情況下，可在具有較大直徑的管道或者容器中設(shè)置隔板，或者包含多余氣體的液流以切線方向進入較大的管道或者容器以形成旋流，從而幫助多余的氣體逸出。可以為某一特定應(yīng)用預(yù)選起始主反應(yīng)器和旁流反應(yīng)器流速，在安裝和起始測試后進行最優(yōu)化。下列表8和9中提供了裝置起始設(shè)置的指南；但是，這些僅是舉例。表8.臭氧和氧氣流參數(shù)流量(MGD)W,1,02.5'.50關(guān)i③03劑量(mg/L)—ii)50;15.01F5,0」5'L「『02流(slpm)〗4:10145」—i:r咖,麗SS流量(％);b:25515—25—SS流量(GPM)跳211環(huán)個證纖4艦f麗:G/L比率(總)固亂O棚謹,國—0，_里—'a湖SS=旁流；GPM=加侖每天；MGD=百萬加侖每天25表9.過氧化氫流參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>SS=旁流；GPM=加侖每天；MGD=百萬加侖每天在設(shè)計臭氧旁流反應(yīng)器時，一個重要的考慮因素是氣體/液體(G/L)比率，該比率反映了溶解在入流水中的臭氧數(shù)量。高氣體/液體比率說明臭氧氣體沒有被有效地溶解在入流水中以氧化污染物。低氣體/液體比率說明臭氧氣體被有效地溶解在入流水中，可以被用于氧化水中的污染物。可以通過提供額外的攪拌或提高通過臭氧旁流反應(yīng)器的流速，來降低氣體/液體比率。一般地，旁流反應(yīng)器的流速越高，被注入旁流反應(yīng)器以及最終地，主反應(yīng)器水中的氧化劑攪拌越好。但是，旁流反應(yīng)器的流速越高，能量成本也就越高，從而降低了總體效率，并增加該工藝對環(huán)境的影響。把氧化劑旁流注入與高效靜態(tài)攪拌器組合，就可以在較低的流速和能量成本條件下，提供高效的攪拌。示例性的旁流流速為大約2至大約20英尺每秒(FPS)、大約3至大約15FPS,或者甚至為大約5至大約10FPS，盡管這些范圍之外的流速仍可以在合適的設(shè)備上得到令人滿意的結(jié)果。除了與紫外光處理裝置相連，本發(fā)明的模塊化、緊湊裝置還可以通過添加額外的模塊而被最優(yōu)化或?qū)ｉT訂制。例如，該裝置可以與上游或下游的下列處理工藝相連紫外光生物過濾工藝(包括但不限于膜生物膜反應(yīng)器(MBfR))、粒狀活性炭(GAC)或者粉末活性炭(PAC)處理工藝、反滲透(RO)處理工藝和/或化學(xué)處理工藝。本發(fā)明的模塊化裝置的優(yōu)點可通過一套部件工具箱，通過向當?shù)卣?、公司或者個人提供"工具箱"而得到實現(xiàn)，該工具箱用于為紫外光處理裝置或設(shè)施添加臭氧溶解和/或高級氧化功能。此類工具箱可包括一個或多個主反應(yīng)器注射器模塊和攪拌器模塊、一個或多個旁流反應(yīng)器注射器模塊和攪拌器模塊、多個注射器、連接器和配件，以及安裝和使用該裝置的說明。根據(jù)生產(chǎn)能力、入流水中污染物的水平和類型、出流水污染物要求、已有設(shè)備和配件以及其他因素，針對特定應(yīng)用決定工具箱的大小。該工具箱可包括數(shù)個具有相同或不同注射器配置的注射器模塊。注射器模塊可被設(shè)計成接受多個注射器，比如包括用于注射器的帶螺紋開口或用于帶螺紋的塞子以堵住不用的開口。該工具箱也可包括數(shù)個具有相同或不同注射器配置的攪拌器模塊。如有需要，額外的注射器模塊和攪拌器模塊可與該工具箱組件進行組合?？舍槍μ幚眍A(yù)選水量或污染水平而將該工具箱打包，并可附上與安裝、啟動和最優(yōu)化該裝置相關(guān)的書面或電子說明、電子表格及其他文檔或軟件。此類工具箱可由客戶安裝并運行，或者由專門培訓(xùn)的人員安裝并由客戶運4亍。c.氧化劑選才奪臭氧溶解工藝的變化形式使用氣體氧化劑，比如臭氧、氧氣、空氣(包括氧氣)、臭氧和氧氣、臭氧和空氣、氧氣和空氣或者臭氧、氧氣和空氣。臭氧、氧氣和/或空氣的這些組合可與過氧化氫一起用于高級氧化工藝/模式中。盡管本發(fā)明的裝置和方法主要針對臭氧(帶或不帶過氧化氫)的使用進行描述，在一些情況下，可使用臭氧、氧氣和/或空氣取代一些實施例中的臭氧。特定氣體氧化劑的選擇大部分取決于入流水中污染物的類型和水平、與本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法一起使用的額外凈化工藝，以及凈化水的建議用途。當本發(fā)明裝置以一種高級氧化模式運行時，如果溴酸鹽的形成是一個問題，可使用過量的過氧化氫。特別地，可使用多個過氧化氫旁流注射器以保持主反應(yīng)器中較高水平的過氧化氫來降低溴酸鹽的形成。也可以通過調(diào)節(jié)pH和/或加入氯或氨來控制溴酸鹽的形成。任何一種本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方法均可加以調(diào)整以接受此類控制溴酸鹽形成的藥劑。相反地，過量的臭氧或者臭氧和過氧化氫可被用來確保所排放(經(jīng)處理)的水包含殘余氧化劑，以促進甚至在本發(fā)明裝置下游的進一步凈化。d.停留時間本發(fā)明裝置和方法的一個特征是其極大地減少被污染的水在反應(yīng)器中停留時間的能力，需要該停留時間以實質(zhì)去除某一特定污染物，例如DMA和VOC。停留時間指某一給定體積的被污染水必須在一個反應(yīng)器(或反應(yīng)器系列)中所花的時間，以便在紫外光處理后達到預(yù)定的污染物減少程度。除非另有說明，停留時間包括在下游接觸器(如果有此類組件的話)中所花的時間，但不包括在紫外光處理裝置中所花的時間?？赏ㄟ^控制通過主反應(yīng)器的入流水流量/流速來調(diào)節(jié)在該主反應(yīng)器中的停留時間。傳統(tǒng)的臭氧和臭氧/過氧化物水處理要求數(shù)分鐘的停留時間(如，8分鐘或更長時間)，以保證充分減少污染物。相比之下，該模塊化裝置、系統(tǒng)和方法的高效在最低限度的停留時間內(nèi)即可實現(xiàn)充分的污染物去除，一般地以秒計，或者僅為數(shù)分鐘。示例性的停留時間是從大約IO秒至大約5分鐘，例如，10、15、20、25、30、40或50秒，或者l、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或者5分鐘。對停留時間的減少提高了對污染水的處理容量，使更多體積的水得到處理和再使用。依據(jù)前文描述及所附權(quán)利要求，本發(fā)明裝置和方法的其他方面對本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是顯而易見的。只要不偏離此文所述本發(fā)明的精神或范圍，可對本發(fā)明進行各種改動和^畛改。權(quán)利要求1.一種從水中去除N-亞硝基二甲胺(NDMA)及NDMA衍生物的方法，其包括用紫外光接觸所述的水，然后用臭氧接觸所述的水，由此減少NDMA和NDMA衍生物的數(shù)量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述NDMA衍生物為二曱胺(DMA)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在沒有過氧化氫的情況下添加所述臭氧。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述臭氧與過氧化氬一起添加。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述水還包括揮發(fā)性有機化合物(VOC),且所述方法減少所述水中VOC的數(shù)量。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法消毒所述的水。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述消毒包括殺死病毒和大腸桿菌。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其在一種模塊化旁流注入裝置中執(zhí)行。9.一種從水中去除N-亞硝基二曱胺(NDMA)及NDMA衍生物的方法，其包括用臭氧接觸所述的水，且然后用紫外光接觸所述的水，由此減少NDMA和NDMA書f生物的凄t量。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述NDMA衍生物為二曱胺(DMA)。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述水還包括揮發(fā)性有機化合物(VOC)，且所述方法減少所述水中VOC的數(shù)量。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在沒有過氧化氫的情況下添加所述臭氧。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述臭氧與過氧化氫一起添加。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述方法消毒所述的水。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述消毒包括殺死病毒和大腸桿菌。16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其還包括在用紫外光接觸所述的水后，用臭氧接觸所述的水。17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述紫外光使臭氧形成羥基自由基。18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在對所述水進行紫外光處理之前，對所述水的臭氧處理提高了所述水的紫外光透射率。全文摘要本發(fā)明提供了一種從水中除N-亞硝基二甲胺(NDMA)及其衍生物(例如二甲胺)的方法。該方法結(jié)合了紫外線照射和臭氧處理。可以在臭氧處理中往凈水中添加過氧化氫。該方法還可以除去凈水中存在的揮發(fā)性的有機化合物以及消滅微生物。在臭氧處理階段使用了一種模塊化旁流注入裝置。文檔編號C02F1/72GK101687670SQ200880012666公開日2010年3月31日申請日期2008年4月21日優(yōu)先權(quán)日2007年4月19日發(fā)明者B·K·魯濱遜,D·古斯塔夫森申請人:應(yīng)用處理技術(shù)公司