【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水处理，尤其是指一种饮用水处理过程中溴酸盐和溴代消毒副产物生成的控制及消除的方法。
技术介绍
1、目前国内外绝大多数水厂基本采用以混凝、沉淀、过滤、氯消毒为主导技术的常规处理工艺，来去除浊度和细菌。进一步的，为了将现行工艺不能有效去除的溶解性有机物、dbps的前驱物、异嗅异味物质等进行强化去除，以提高和保证饮用水水质安全，新的饮用水深度处理工艺不断涌现，例如臭氧-生物活性炭组合技术以及各种高级氧化技术。然而，在针对饮用水原水进行消毒处理时，水中残留的溴离子和有机物会与消毒剂发生反应而生成溴代消毒副产物，当处理工艺中包含臭氧氧化或者其它高级氧化技术时，除了溴代消毒副产物以外，溴离子还可能被最终氧化为溴酸盐。
2、溴酸盐是世界卫生组织(who)认定的2b级潜在致癌物质，同时溴代消毒副产物的毒性也要比常规的、纳入水质管理标准内的消毒副产物高出2 3个数量级。溴酸盐和溴代消毒副产物的存在严重威胁了饮用水健康。美国环保局饮水标准、世界卫生组织饮用水水质标准、欧盟饮用水水质指令以及我国生活饮用水卫生标准和饮用天然矿泉水标准中溴酸盐限值均为10 μg/l。近年来对饮用水中溴酸盐含量的调查结果显示，国内外许多地区饮用水均存在溴酸盐超标问题，因此急需可靠有效而又成本可控的方法来实现溴酸盐和溴代消毒副产物生成的控制及消除。消毒副产物控制方法主要有三种：1、源头控制：在消毒之前从源头上去除水中能与消毒剂反应的前体物质。2、过程控制：通过改变消毒工艺参数或消毒方式来降低消毒副产物的生成。3、末端控制；对已经生成的消毒副产物进行
技术实现思路
1、为解决以上技术问题，本专利技术提供了一种饮用水处理过程中溴酸盐和溴代消毒副产物生成的控制及消除的方法。本专利技术不仅可以在现有常规的饮用水处理工艺中实现对溴代消毒副产物的控制，而且还可以对水体中已有的溴酸盐进行消除，从而提高饮用水安全性，且操作便捷，工艺成本低。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、本专利技术的目的在于提供一种饮用水处理过程中溴酸盐和溴代消毒副产物生成的控制及消除的方法，包括以下步骤：
4、方法一：将经过水厂混凝、沉淀、过滤的水处理工艺的待处理水体中投加亚硝酸盐溶液并混合，之后加入加氯消毒单元中，在水体流动状态下进行持续光照；
5、方法二：将经过水厂混凝、沉淀、过滤、加氯消毒、臭氧深度处理的待处理水体中投加亚硝酸盐溶液并混合，在水体流动状态下进行持续光照。
6、在本专利技术的一些实施例中，待处理水体中，所述待处理水体中溴离子浓度为10~1000 μg/l，溴离子和doc的质量浓度比为1~50％。
7、在本专利技术的一些实施例中，所述亚硝酸盐溶液中亚硝酸盐选自亚硝酸钠和/或亚硝酸钾。
8、在本专利技术的一些实施例中，所述光照的光源为紫外光或模拟太阳光。
9、在本专利技术的一些实施例中，所述光照的光源波长为200~390 nm。
10、具体地，本专利技术中所用到的光源包括紫外光或模拟太阳光，具体可以用氙气灯、低压汞灯、中压汞灯、发射波长在200~230 nm以及300~390 nm范围内的单色发光二极管这四种光源中的一种或任意几种光源的组合。
11、当使用模拟太阳光作光源时，辐照度为800~1200w/m2，近似于正午地表的光辐照度值。
12、在本专利技术的一些实施例中，方法一中，所述亚硝酸盐溶液与溴离子的摩尔浓度比为2~3。
13、在本专利技术的一些实施例中，方法二中，所述待处理水体中含有溴酸盐和溴离子，所述亚硝酸盐溶液与溴酸盐的摩尔浓度比为3~4；所述溴酸盐的浓度为10~1000 μg/l。
14、在本专利技术的一些实施例中，为了使用水体处于流动状态采用搅拌或曝气的方式。
15、在本专利技术的一些实施例中，在水体流动状态下进行持续光照时间为60min以上。
16、在本专利技术中，在自来水厂现有的处理工艺的基础上，进行一定的改进。并根据具体工艺情况，选择合适的投加亚硝酸盐和光照的工段。
17、当自来水厂的处理工艺为混凝、沉淀、过滤、氯消毒时，在进行加氯操作之前向水中投加亚硝酸盐，在加氯消毒的过程中打开光源进行光照，同时通过机械搅拌或曝气等方式使水体保持一定的流动状态，即可实现溴代消毒副产物生成的过程控制，具体流程见图3。
18、当自来水厂的处理工艺为混凝、沉淀、过滤、氯消毒、臭氧/生物活性炭(o3/pac)深度处理时，向已经完成深度处理之后的水中投加亚硝酸盐，并打开光源进行光照，同时通过机械搅拌或曝气等方式使水体保持一定的流动状态，即可实现溴酸盐和溴代消毒副产物生成的末端控制，具体流程见图4。
19、本专利技术控制和消除溴酸盐和溴代消毒副产物的方法原理是：
20、含有溴离子和溶解性有机质的原水在经过氯消毒以后，作为消毒剂的次氯酸会把溴离子氧化为次溴酸，随后次溴酸可以攻击水中的dom形成有机含溴物质，最终在液氯的作用下形成溴代消毒副产物，具体见公式1-公式3。
21、hclo+br-→hbro+cl- (1)，
22、hbro+dom→br-dom (2)，
23、br-dom+hclo→br-dbps (3)，
24、而当水体在氯消毒的过程中引入光照和亚硝酸盐时，一方面，亚硝酸盐可以与次溴酸反应生成硝酰溴，并与硝酰溴进一步反应产生硝酸盐和溴离子，从而避免了作为溴代试剂的次溴酸的产生，具体见公式4-公式6。
25、no2-+hbro→ no2br (4)，
26、no2-+no2br→n2o4+br- (5)，
27、n2o4+h2o→no2-+no3-+2h+ (6)，
28、另一方面，亚硝酸盐可以在光照条件下发生光解产生高活性的中间体，如：·no、·oh、·no2和eaq-，见公式7-公式14。
29、no2-[no2-]* →·no+ o·- (7)，
30、·oh + no2-→ ·no2+ oh- (8)，
31、·oh + ·no2→ onoo- (9)，
32、·no+ ·no2→ n2o3 (10)，
33、n2o3+ h2o → 2h++ 2no2- (11)，
34、2·no2+ h2o → no2-+ no3-+2h+ (12)，
35、no2-[no2-本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种饮用水处理过程中溴酸盐和溴代消毒副产物生成的控制及消除的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，待处理水体中，所述待处理水体中溴离子浓度为10～1000 μg/L，溴离子和DOC的质量浓度比为1～50％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亚硝酸盐溶液中亚硝酸盐选自亚硝酸钠和/或亚硝酸钾。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光照的光源为紫外光或模拟太阳光。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光照的光源波长为200~390 nm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光照的光源波长为200~230 nm、300~390 nm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，方法一中，所述亚硝酸盐溶液与溴离子的摩尔浓度比为2~3。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，方法二中，所述待处理水体中含有溴酸盐和溴离子，所述亚硝酸盐溶液与溴酸盐的摩尔浓度比为3~4；所述溴酸盐的浓度为10～1000μg/L。
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