[发明专利]一种利用管壁腐蚀物催化过硫酸盐控制卤代消毒副产物的水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理方法，具体涉及一种控制卤代消毒副产物的水处理方法。

背景技术

液氯、氯胺消毒易形成卤代消毒副产物，如：三卤甲烷、卤乙酸、卤代硝基甲烷、含氮消毒副产物等，对饮用水安全造成威胁。因此，如何控制水中的卤代消毒副产物，是水处理工艺的一个新挑战。

控制水中已形成卤代消毒副产物的方法主要是利用不同方式产生的硫酸根自由基和羟基自由基对其进行氧化降解。专利CN102381740A公开了一种基于过硫酸盐/光联用去除水中含氮消毒副产物的方法，利用过硫酸盐/光联用产生的大量自由基进攻含氮消毒副产物，实现脱氮、脱卤。专利CN105668880A公开了一种控制水中氯代含氮消毒副产物的方法，利用紫外线辐照激活过硫酸盐产生高氧化性的硫酸根自由基去除氯代消毒副产物的前体物。专利CN103359851A公开了一种饮用水中卤代含氮消毒副产物的去除方法，将过硫酸盐和过氧化氢投加到反应体系中，在具有羟基化表面催化剂的作用下产生强活性的硫酸根自由基和羟基自由基，产生的硫酸根自由基和羟基自由基再与碳酸盐进一步反应生成碳酸根自由基，利用硫酸根自由基和碳酸根自由基选择氧化的特点，分别对卤代有机物和含氮有机物具有较好的选择性降解效能。专利CN105906097A公开了一种控制水中碘代消毒副产物的方法及系统，利用铁盐活化过硫酸盐产生的硫酸根自由基，将水中的碘离子氧化成无毒无害的碘酸盐，并同步去除前体物，控制了碘代消毒副产物的生成。专利CN106045007A公开了利用过硫酸盐催化臭氧氧化难降解碘化有机物控制碘代消毒副产物的水处理方法，通过过硫酸盐催化臭氧分解产生羟基自由基和硫酸根自由基氧化碘化有机物脱碘生成羟基化产物。

综上所述，针对过硫酸盐这一绿色氧化剂，研究中主要是利用光、金属催化剂等催化过硫酸盐产生羟基自由基和硫酸根自由基氧化降解卤代消毒副产物，存在着需要外加光源或催化剂的问题。

目前，铸铁管和镀锌钢管等铁制管材仍大量存在于我国供水管网中，由于发生了严重的腐蚀，在管道内壁形成了一层厚厚的管壁腐蚀物，含有大量铁、铜、锰、锌等金属氧化物。如果能将管壁腐蚀物作为过硫酸盐的催化剂进行利用，那么在水处理过程中将会取得很好的效果，即操作简单方便，又节省处理成本，还不会产生外加催化剂带来的污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用管壁腐蚀物催化过硫酸盐控制卤代消毒副产物的水处理方法，解决液氯、氯胺消毒过程中产生大量卤代消毒副产物的问题。

本发明的一种利用管壁腐蚀物催化过硫酸盐控制卤代消毒副产物的水处理方法是通过以下步骤实现的：在待处理水中投加液氯或氯胺进行消毒处理时，同时投加过硫酸盐溶液，保持搅拌状态，即完成所述利用管壁腐蚀物催化过硫酸盐控制卤代消毒副产物的水处理方法，其中，过硫酸盐的浓度为1～100mg/L，所述待处理水为过滤处理后水或污水处理厂出水。

本发明的一种利用管壁腐蚀物催化过硫酸盐控制卤代消毒副产物的水处理方法中所述过硫酸盐为过一硫酸盐、过二硫酸盐中的一种或两种按任意比混合的混合物，其中过一硫酸盐为过一硫酸钾、过一硫酸钠中的一种或两种按任意比混合的混合物，过二硫酸盐为过二硫酸钾、过二硫酸钠中的一种或两种按任意比混合的混合物。

本发明的一种利用管壁腐蚀物催化过硫酸盐控制卤代消毒副产物的水处理方法中所述过硫酸盐由过硫酸盐和碱的复合盐代替，其中过硫酸盐和碱的摩尔比为1:1～10，碱的加入能调节水处理体系的pH值在6～9，有利于过硫酸盐电离；其中，过硫酸盐为过一硫酸盐和/或过二硫酸盐，碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或其中几种按任意比混合的混合物；过一硫酸盐为过一硫酸钾、过一硫酸钠中的一种或两种按任意比混合的混合物，过二硫酸盐为过二硫酸钾、过二硫酸钠中的一种或两种按任意比混合的混合物。

本发明一种利用管壁腐蚀物催化过硫酸盐控制卤代消毒副产物的水处理方法的原理：过硫酸盐在管壁腐蚀物(铁、铜、锰、锌等金属氧化物)的催化作用下产生硫酸根自由基，硫酸根自由基利用其强氧化性，对液氯或氯胺消毒处理后形成的卤代消毒副产物进行氧化降解，实现卤代消毒副产物的高效转化脱毒。