[发明专利]饮用水多源紫外光催化氯消毒方法

说明书

技术领域

本发明属于饮用水处理技术。

背景技术

消毒是常规水处理工艺中最重要且不可替代的处理单元。氯消毒经济、高效，被水处理厂普遍采用。其缺点主要是消毒过程中生成多种复杂的消毒副产物，如三卤甲烷卤代乙酸等强致癌物质。

近年来的研究发现，单纯控制消毒副产物生成量并不能保证出水安全。氯不能有效灭活如隐孢子虫和蓝氏贾第鞭毛虫等高抗氯性病源微生物。“两虫”是两种典型的水传播性寄生虫。它们感染性强、发病后治疗困难甚至可能导致死亡，对饮用水安全具有极大潜在威胁。我国1987年在南京首次发现隐孢子虫病病例，1989-1991年在国内首先进行省际范围内的人群流行病学调查，发现国内分布广泛。两种寄生虫在水中以包囊形式传播，由于形体尺寸小，不能被过滤工艺有效截留。

除“两虫”外，水中存在多种高抗氯性病源微生物，如何有效杀灭它们一直是给水处理中较难解决的问题。实际生产中即使大幅提高氯投量及延长接触时间，灭活高抗氯性病源微生物的作用不大。对于采用单一氯消毒的给水处理厂来说，既要保证对抗氯性病源微生物的灭活效果，又要保持较低的出水氯代有机物水平几乎无法实现。目前大部分地表水源受到有机污染，这种情况下若采用大投量氯消毒势必造成消毒副产物含量大幅升高，形成矛盾的局面。研究安全高效消毒技术，解决传染病高发时期城镇饮用水安全问题，是提高我国现阶段和未来较长一段时期内饮用水水质安全性的关键。

发明内容

本发明的目的是提出一种大幅提高饮用水传统氯消毒效果的多源紫外光催化氯消毒技术，在保证饮用水生物学安全性的同时，有效降低出水三氯甲烷等强致癌卤代有机物的生成。

本发明所提出的饮用水光催化氯消毒技术，其技术方案的特点是利用多种紫外光源照射对致病微生物的弱化作用、对氯消毒的催化作用，提高高抗氯性病源微生物的灭活效率，并通过控制氯投量达到削减出水消毒副产物浓度的目的。

实现本发明的具体的技术方案是：

对给水处理厂饮用水的消毒处理，除了包括对水进行混凝、沉淀、过滤处理，还对水进行多源紫外光照射消毒和向水中投加含氯消毒剂消毒的联用方法消毒，其中，所述的多源紫外光照射为采用高压、中压、低压三种紫外光汞灯中的至少两种进行复合紫外光照射，紫外光照射的总剂量为0.1-200mJ/cm²，投加含氯消毒剂的量以其有效氯含量计为0.1-30mg/L。

所述的含氯消毒剂为氯气、次氯酸钙、次氯酸钠、漂白粉和氯胺中的至少一种。

对饮用水进行复合紫外光照射消毒和向水中投加含氯消毒剂消毒两者联用的顺序可采用以下四种方案：

(1)先进行多源紫外光照射消毒后，在0-30分钟内再向水中投加含氯消毒剂进行消毒；

(2)先向饮用水中投加含氯消毒剂进行消毒，在0-30分钟内再进行多源紫外光照射消毒；

(3)在对饮用水多源所以紫外光照射消毒的同时向水中投加含氯消毒剂进行消毒；

(4)在混凝处理前预投加含氯消毒剂，经过混凝、沉淀、过滤处理后采用多源紫外光照射消毒；

经申请人研究试验发现，(1)多源紫外光照射能够有效弱化“两虫”等高抗氯性病源微生物的活性，提高后续氯消毒速度，一般可使后续氯或氯胺消毒效率提高2-5倍；(2)多源紫外光照射能够快速催化氯消毒，瞬时达到高效消毒，即达到99.99％以上的病毒灭活率。

上述发现的试验过程如下：

1、试验材料与方法：

源水取白河水，经过混凝、沉淀、过滤处理后进行试验。因MS2大肠杆菌病毒与隐孢子虫抗氯性相当，因此向水样中的人工加入MS2病毒进行消毒试验。MS2采用双培养基覆膜法计数。多源紫外光由低压汞灯、中压汞灯和高压汞灯获得，照射强度为0.2-0.6mw/cm²，强度乘以照射时间为照射剂量(单位mJ/cm²)。活性氯由次氯酸钠溶液稀释获得，浓度1.2g/mL(以Cl₂计)。氯胺溶液由次氯酸钠溶液与氯化铵溶液反应制备，浓度0.4g/mL(以Cl₂计)。水样中剩余氯浓度采用标准方法滴定。

2、试验步骤：