[发明专利]一种减少饮用水消毒副产物的方法

说明书

本发明公开了一种减少饮用水消毒副产物的方法，属于环境工程饮用水处理技术领域。本发明采用高锰酸钾预氧化，可以利用预氧化过程中生成的二氧化锰以及混凝过程的高锰酸钾来提高混凝过程中对大分子有机物的去除效率，在臭氧活性炭之前利用陶瓷膜截留，可以去除藻类物质，避免臭氧氧化过程中藻细胞破裂而产生新的消毒副产物前体物。本发明处理后的高藻地表水的TCM、DCAA和CH的浓度均达到了国家生活饮用水卫生标准(GB 5749‑2006)的要求，相较于传统工艺，本发明方法所述组合工艺对消毒副产物的控制效率更高。

技术领域

本发明涉及一种减少饮用水消毒副产物的方法，具体涉及一种利用高锰酸钾预氧化-混凝沉淀砂滤-陶瓷膜过滤-臭氧活性炭联用的组合工艺减少高藻地表水消毒副产物的方法，属于环境工程饮用水处理技术领域。

背景技术

随着我国人口迅速增长、经济高速发展，地表水饮用水源地受到了严重的污染。在饮用水处理过程中，消毒是保障水质安全性的最后屏障。但是水中含有大量的溶解性有机物(DOM)，DOM是重要的消毒副产物前体物，它能与消毒剂发生反应生成大量的消毒副产物，对人体健康产生不利影响。夏季水温较高，因此，地表水中除了含有大量DOM之外，还含有大量的藻类物质。多数自来水厂以常规的混凝、沉淀和砂滤工艺为主，然而藻细胞生长时产生的多糖、果胶、蛋白类物质、聚酰胺酸类物质会使藻细胞表面呈现带负电荷的状态，因此会干扰混凝过程，使沉淀效果变差。不能被混凝沉淀去除的藻细胞会堵塞滤池，影响过滤效果。在后续消毒过程中，未被去除的藻细胞和DOM都会和氯消毒剂发生反应生成消毒副产物——卤代消毒副产物。卤代消毒副产物具有潜在的健康风险，是饮用水水质监测过程中的重点关注对象。三卤甲烷(THMs)是发现最早的一类含碳消毒副产物，随后卤代乙酸(HAAs)、三氯乙醛(CH)类等含碳消毒副产物相继被发现。近年来，随着检测技术的不断提高，多种含氮消毒副产物如卤代乙腈(HANs)和卤代硝基甲烷等陆续被识别出来。目前，我国生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)中对三氯甲烷(TCM)、二氯乙酸(DCAA)、三氯乙酸(TCAA)和CH的最大限值都做出了明确的规定，分别为60μg/L、50μg/L、100μg/L和10μg/L。其中，TCM、DCAA和CH超标风险较大，需要重点关注。

常规水处理工艺(混凝-沉淀-砂滤)可以除去部分DOM，但是去除效果不佳。因此常通过增加深度处理工艺来增强DOM的去除效果，从而实现消毒副产物的有效控制，臭氧-活性炭是目前国内自来水厂应用最为广泛的深度处理工艺之一。但是夏季水体中富含藻类物质，而常规工艺(混凝-沉淀-砂滤)并不能完全去除水中的藻。若对常规工艺的出水或地表水直接进行臭氧氧化，高浓度的臭氧会导致藻细胞的破裂从而使藻细胞胞内有机物大量释放，从而使得有机物与氯消毒剂反应产生额外的消毒副产物，使得消毒副产物的生成量急剧增加。而低浓度的臭氧无法对DOM起到较好的氧化降解作用。因此，需要探寻一种有效的方法，来提高高藻地表水中有机物的去除效率，从而减少消毒副产物的生成。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采用一种高锰酸钾预氧化-混凝沉淀砂滤-陶瓷膜过滤-臭氧活性炭联用处理技术，通过高效去除高藻地表水中DOM和藻类物质来控制消毒副产物的生成。具体的，本发明的技术方案为：一种减少饮用水消毒副产物的方法，所述方法在饮用水处理装置中进行，所述饮用水处理装置包括调节池、混凝池、沉淀池、砂滤柱、陶瓷膜过滤单元、臭氧氧化池和活性炭柱，且上述设备依次相连；

所述方法包括如下步骤：

(1)将地表水泵入调节池，向调节池内加入高锰酸钾，进行预氧化，搅拌，高锰酸钾的投加量为0.5～1.0mg/L；

(2)将步骤(1)获得的高锰酸钾预氧化后的水体泵入混凝池，向混凝池内同时投加高锰酸钾和混凝剂聚合氯化铝(PACl)，搅拌，高锰酸钾的投加量为0.5～0.6mg/L，PACl的投加量为10～20mg/L；

(3)将混凝池出水泵入沉淀池，使水体进行自由沉淀；

(4)将沉淀池出水泵入砂滤柱进行过滤；