本發(fā)明涉及一種水處理方法，具體涉及一種控制氯胺消毒過(guò)程中碘代副產(chǎn)物的水處理方法。

背景技術(shù)：

氯胺作為消毒劑，穩(wěn)定性好，穿透能力比氯強(qiáng)，在管網(wǎng)中的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，可以有效控制管網(wǎng)中的有害微生物的繁殖和生物膜的形成，很少產(chǎn)生三鹵甲烷(THMS)和鹵乙酸(HAAs)，產(chǎn)生致癌致突變的化合物也比較少。氯胺能夠?qū)⑺写嬖诘牡怆x子(I^-)氧化為次碘酸(HOI)，但不能迅速將其氧化為碘酸根(IO₃^-)，因此生成的次碘酸就會(huì)與水中的天然有機(jī)物(NOM)反應(yīng)形成碘代副產(chǎn)物，影響飲用水安全。目前，控制碘代副產(chǎn)物的方法主要是利用具有強(qiáng)氧化性的自由基對(duì)前體物或已形成的副產(chǎn)物進(jìn)行氧化降解。

專(zhuān)利CN102381740A公開(kāi)了一種基于過(guò)硫酸鹽/光聯(lián)用去除水中含氮消毒副產(chǎn)物的方法，利用過(guò)硫酸鹽/光聯(lián)用產(chǎn)生的大量自由基進(jìn)攻含氮消毒副產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)脫氮、脫鹵。專(zhuān)利CN105668880A公開(kāi)了一種控制水中氯代含氮消毒副產(chǎn)物的方法，利用紫外線(xiàn)輻照激活過(guò)硫酸鹽產(chǎn)生高氧化性的硫酸根自由基去除氯代消毒副產(chǎn)物的前體物。專(zhuān)利CN103359851A公開(kāi)了一種飲用水中鹵代含氮消毒副產(chǎn)物的去除方法，將過(guò)硫酸鹽和過(guò)氧化氫投加到反應(yīng)體系中，在具有羥基化表面催化劑的作用下產(chǎn)生強(qiáng)活性的硫酸根自由基和羥基自由基，產(chǎn)生的硫酸根自由基和羥基自由基再與碳酸鹽進(jìn)一步反應(yīng)生成碳酸根自由基，利用硫酸根自由基和碳酸根自由基選擇氧化的特點(diǎn)，分別對(duì)鹵代有機(jī)物和含氮有機(jī)物具有較好的選擇性降解效能。專(zhuān)利CN105906097A公開(kāi)了一種控制水中碘代消毒副產(chǎn)物的方法及系統(tǒng)，利用鐵鹽活化過(guò)硫酸鹽產(chǎn)生的硫酸根自由基，將水中的碘離子氧化成無(wú)毒無(wú)害的碘酸鹽，并同步去除前體物，控制了碘代消毒副產(chǎn)物的生成。專(zhuān)利CN106045007A公開(kāi)了利用過(guò)硫酸鹽催化臭氧氧化難降解碘化有機(jī)物控制碘代消毒副產(chǎn)物的水處理方法，通過(guò)過(guò)硫酸鹽催化臭氧分解產(chǎn)生羥基自由基和硫酸根自由基氧化碘化有機(jī)物脫碘生成羥基化產(chǎn)物，臭氧和過(guò)硫酸鹽將碘離子氧化生成次碘酸，臭氧進(jìn)一步與次碘酸快速反應(yīng)生成無(wú)毒無(wú)害的碘酸鹽，達(dá)到抑制次碘酸與水中有機(jī)物反應(yīng)生成碘代副產(chǎn)物生成的目的。

因此，研究中一般認(rèn)為單過(guò)硫酸鹽只能將碘離子(I^-)氧化為次碘酸(HOI)，不能進(jìn)一步氧化為無(wú)毒無(wú)害的碘酸鹽(IO₃^2-)，如專(zhuān)利CN106045007A，但在本專(zhuān)利的研究中發(fā)現(xiàn)單過(guò)硫酸鹽能夠?qū)⒌怆x子(I^-)氧化為次碘酸(HOI)，并進(jìn)一步氧化為碘酸鹽(IO₃^2-)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決氯胺消毒過(guò)程中易形成碘代消毒副產(chǎn)物的問(wèn)題，提供一種利用單過(guò)硫酸鹽原位控制氯胺消毒過(guò)程中碘代副產(chǎn)物的水處理方法。

本發(fā)明的一種利用單過(guò)硫酸鹽原位控制氯胺消毒過(guò)程中碘代副產(chǎn)物的水處理方法是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的：在待處理水中投加氯胺進(jìn)行消毒處理時(shí)，同時(shí)投加單過(guò)硫酸鹽溶液，保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，即完成所述利用單過(guò)硫酸鹽原位控制氯胺消毒過(guò)程中碘代副產(chǎn)物的水處理方法，其中，單過(guò)硫酸鹽的濃度為0.1～100mg/L，所述待處理水為過(guò)濾處理后水或污水處理廠出水。

本發(fā)明的一種利用單過(guò)硫酸鹽原位控制氯胺消毒過(guò)程中碘代副產(chǎn)物的水處理方法中所述單過(guò)硫酸鹽為單過(guò)硫酸鉀、單過(guò)硫酸鈉中的一種或兩種按任意比組成的混合物。

本發(fā)明的一種利用單過(guò)硫酸鹽原位控制氯胺消毒過(guò)程中碘代副產(chǎn)物的水處理方法中所述單過(guò)硫酸鹽由單過(guò)硫酸鹽和堿的復(fù)合鹽代替，其中單過(guò)硫酸鹽和堿的摩爾比為1:1～10，堿的加入能調(diào)節(jié)水處理體系的pH值在6～9，有利于單過(guò)硫酸鹽電離；其中，堿為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀中的一種或其中幾種按任意比組成的混合物；過(guò)一硫酸鹽為過(guò)一硫酸鉀、過(guò)一硫酸鈉中的一種或兩種按任意比組成的混合物。

本發(fā)明一種利用單過(guò)硫酸鹽原位控制氯胺消毒過(guò)程中碘代副產(chǎn)物的水處理方法的原理：氯胺消毒過(guò)程中，由于其氧化性比較弱，只能將水中存在的碘離子(I^-)氧化為次碘酸(HOI)，生成的次碘酸就會(huì)與水中的天然有機(jī)物(NOM)反應(yīng)形成碘代消毒副產(chǎn)物；當(dāng)進(jìn)行氯胺消毒時(shí)加入單過(guò)硫酸鹽(PMS)，利用其氧化性能夠?qū)⒌怆x子(I^-)氧化為次碘酸(HOI)，并進(jìn)一步迅速將次碘酸氧化為無(wú)毒無(wú)害的碘酸鹽(IO₃^2-)，從而控制了碘代消毒副產(chǎn)物的生成。

本發(fā)明的一種利用單過(guò)硫酸鹽原位控制氯胺消毒過(guò)程中碘代副產(chǎn)物的水處理方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)單過(guò)硫酸鹽已被國(guó)家正式列入飲用水消毒劑產(chǎn)品目錄，能夠在凈水廠和管網(wǎng)中進(jìn)行應(yīng)用；(2)單過(guò)硫酸鹽能夠快速將碘離子(I^-)氧化為次碘酸(HOI)，并進(jìn)一步將氯胺不能氧化的次碘酸迅速氧化為無(wú)毒無(wú)害的碘酸鹽(IO₃^2-)；(3)單過(guò)硫酸鹽不消耗氯胺，能夠與氯胺共存；(4)操作簡(jiǎn)單方便、處理成本低。

附圖說(shuō)明

圖1是一種利用單過(guò)硫酸鹽控制氯胺消毒過(guò)程中碘代副產(chǎn)物的水處理方法的原理圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式，還包括各具體實(shí)施方式間的任意組合。

具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式為一種利用單過(guò)硫酸鹽原位控制氯胺消毒過(guò)程中碘代副產(chǎn)物的水處理方法，其是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的：在待處理水中投加氯胺進(jìn)行消毒處理時(shí)，同時(shí)投加單過(guò)硫酸鹽溶液，保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，即完成所述利用單過(guò)硫酸鹽原位控制氯胺消毒過(guò)程中碘代副產(chǎn)物的水處理方法，其中，單過(guò)硫酸鹽的濃度為0.1～100mg/L，所述待處理水為過(guò)濾處理后水或污水處理廠出水。

本實(shí)施方式一種利用單過(guò)硫酸鹽原位控制氯胺消毒過(guò)程中碘代副產(chǎn)物的水處理方法的原理：氯胺消毒過(guò)程中，由于其氧化性比較弱，只能將水中存在的碘離子(I^-)氧化為次碘酸(HOI)，生成的次碘酸就會(huì)與水中的天然有機(jī)物(NOM)反應(yīng)形成碘代消毒副產(chǎn)物；當(dāng)進(jìn)行氯胺消毒時(shí)加入單過(guò)硫酸鹽(PMS)，利用其氧化性能夠?qū)⒌怆x子(I^-)氧化為次碘酸(HOI)，并進(jìn)一步迅速將次碘酸氧化為無(wú)毒無(wú)害的碘酸鹽(IO₃^2-)，從而控制了碘代消毒副產(chǎn)物的生成。

本實(shí)施方式的一種利用單過(guò)硫酸鹽原位控制氯胺消毒過(guò)程中碘代副產(chǎn)物的水處理方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)單過(guò)硫酸鹽已被國(guó)家正式列入飲用水消毒劑產(chǎn)品目錄，能夠在凈水廠和管網(wǎng)中進(jìn)行應(yīng)用；(2)單過(guò)硫酸鹽能夠快速將碘離子(I^-)氧化為次碘酸(HOI)，并進(jìn)一步將氯胺不能氧化的次碘酸迅速氧化為無(wú)毒無(wú)害的碘酸鹽(IO₃^2-)；(3)單過(guò)硫酸鹽不消耗氯胺，能夠與氯胺共存；(4)操作簡(jiǎn)單方便、處理成本低。

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是：所述的待處理水中的單過(guò)硫酸鹽濃度為0.2～90mg/L。其它與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二不同的是：所述的待處理水中的單過(guò)硫酸鹽濃度為0.5～80mg/L。其它與具體實(shí)施方式一或二相同。

具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至三之一不同的是：所述的待處理水中的單過(guò)硫酸鹽濃度為1～70mg/L。其它與具體實(shí)施方式一至三之一相同。

具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至四之一不同的是：所述的待處理水中的單過(guò)硫酸鹽濃度為2～60mg/L。其它與具體實(shí)施方式一至四之一相同。

具體實(shí)施方式六：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至五之一不同的是：所述的待處理水中的單過(guò)硫酸鹽濃度為5～50mg/L。其它與具體實(shí)施方式一至五之一相同。

具體實(shí)施方式七：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至六之一不同的是：所述的待處理水中的單過(guò)硫酸鹽濃度為10～40mg/L。其它與具體實(shí)施方式一至六之一相同。

具體實(shí)施方式八：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至七之一不同的是：所述的待處理水中的單過(guò)硫酸鹽濃度為15～30mg/L。其它與具體實(shí)施方式一至七之一相同。

具體實(shí)施方式九：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至八之一不同的是：所述的待處理水中的單過(guò)硫酸鹽濃度為20mg/L。其它與具體實(shí)施方式一至八之一相同。

具體實(shí)施方式十：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至九之一不同的是：?jiǎn)芜^(guò)硫酸鹽為單過(guò)硫酸鉀、單過(guò)硫酸鈉中的一種或兩種按任意比組成的混合物。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一至九之一相同。

具體實(shí)施方式十一：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至十不同的是單過(guò)硫酸鹽由單過(guò)硫酸鹽和堿的復(fù)合鹽代替，其中單過(guò)硫酸鹽和堿的摩爾比為1:1～10，其中，堿為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳碳酸氫鉀中的一種或其中幾種按任意比組成的混合物，單過(guò)硫酸鹽為單過(guò)硫酸鉀、單過(guò)硫酸鈉中的一種或兩種按任意比組成的混合物。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式一至十之一相同。

本實(shí)施方式中堿的加入能調(diào)節(jié)水處理體系的pH值在6～9，有利于過(guò)硫酸鹽電離。

本實(shí)施方式中過(guò)硫酸鹽和堿的摩爾比優(yōu)選為1:3～8，最佳的是1:5。

通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果：

取1L蒸餾水，其中碘離子(I^-)濃度為10μmol/L，腐殖酸(HA)濃度為4mgC/L，保持?jǐn)嚢瑁尤肼劝?，濃度?mg/L，同時(shí)加入單過(guò)硫酸鉀(PMS)溶液，濃度為5mg/L，反應(yīng)24h后測(cè)定碘代副產(chǎn)物的濃度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，氯胺單獨(dú)氧化，反應(yīng)24h時(shí)，生成的碘代副產(chǎn)物為10μmol/L，當(dāng)氯胺與單過(guò)硫酸鉀同時(shí)加入時(shí)，幾乎檢測(cè)不到碘代副產(chǎn)物。

由此可見(jiàn)，單過(guò)硫酸鹽能夠很好的控制氯胺消毒過(guò)程中碘代消毒副產(chǎn)物的生成。