本發(fā)明屬于臭氧深度處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種臭氧/活性炭深度水處理工藝中控制溴酸鹽生成的方法。

背景技術(shù)：

臭氧/活性炭工藝是最常用的飲用水深度處理工藝之一，該工藝能有效滅活微生物、氧化難降解有機(jī)物。然而，當(dāng)原水中含有溴離子(br^‐)時，臭氧氧化后會生成常規(guī)水處理工藝難以去除的溴酸鹽(bro3^‐)。據(jù)報道，br^‐在淡水和海水中的濃度分別高達(dá)1mg/l和80mg/l。近年來，因海水入侵，水廠原水中br^‐濃度在增加，出水bro3^‐濃度隨之升高，研究發(fā)現(xiàn)飲用水中bro3^‐濃度可高達(dá)127μg/l。由于bro3^‐具有較高的致癌可能性，已被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)定為2b級潛在致癌物，按患癌癥的風(fēng)險為萬分之一計(jì)算，一個標(biāo)準(zhǔn)成年人(體重為70kg，每天喝2l水)能承受的bro3^‐濃度最高為5μg/l。世界衛(wèi)生組織(who)、美國環(huán)保局(usepa)、歐盟以及中國均要求飲用水中bro3^‐的濃度不高于10μg/l。另外，由于中國較多地區(qū)淡水資源匱乏，利用含高濃度br^‐的脫鹽海水作為原水的飲用水處理工藝越來越普遍。

目前針對溴酸鹽的控制技術(shù)主要有降低溶液酸堿度法、膜濾法、離子交換法、加氨法、紫外線照射法和自由基清除劑法等。這些方法各自存在一定的局限性，如降低溶液酸堿度法對控制含高堿度的原水中溴酸鹽的生成需要投加大量試劑，操作運(yùn)行成本隨之升高；膜濾法以及離子交換法等在實(shí)際生產(chǎn)過程中容易受到膜污染而導(dǎo)致水通量下降，增加水處理成本；加氨法雖然在一定程度上控制了溴酸鹽的生成，但可能會產(chǎn)生具有毒性的含氮消毒副產(chǎn)物；紫外線照射耗能較高，經(jīng)濟(jì)性較差；自由基清除劑法在降低溴酸鹽生成量的同時降低了氧化系統(tǒng)的氧化能力。降低溶液酸堿度法、膜濾法以及離子交換法等經(jīng)濟(jì)性較差，加氨法可能會導(dǎo)致具有毒性的含氮消毒副產(chǎn)物生成，紫外線照射法處理成本比較高，自由基清除劑法在降低溴酸鹽生成量的同時降低了氧化系統(tǒng)的氧化能力等問題，因此，在利用臭氧/活性炭工藝對飲用水進(jìn)行深度處理時，如何控制水體中溴酸鹽的生成就顯得十分重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的是提供一種臭氧/活性炭深度水處理工藝中控制溴酸鹽生成的方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種臭氧/活性炭深度水處理工藝中控制溴酸鹽生成的方法，其包括如下步驟：

向原水體中加入有效氯，待原水體中的溴離子轉(zhuǎn)化為次溴酸后進(jìn)行臭氧/活性炭深度水處理工藝。

優(yōu)選地，有效氯的投加量小于5mg/l。

優(yōu)選地，有效氯的預(yù)氯化時間為1‐180mim。

優(yōu)選地，有效氯的預(yù)氯化時間為30‐120min。

優(yōu)選地，原水體的ph值為5‐9，溫度為0‐40℃，耗氧量為0.2‐6.0mg/l。

優(yōu)選地，原水體中氨氮的濃度為0‐3mg/l。

優(yōu)選地，原水體中溴離子的濃度為50‐500μg/l。

優(yōu)選地，臭氧/活性炭深度水處理工藝中的臭氧通入量與有效氯的質(zhì)量比為(1‐10):1。

優(yōu)選地，臭氧/活性炭深度水處理工藝中的臭氧通入量與有效氯的質(zhì)量比為(1.5‐6):1。

優(yōu)選地，臭氧/活性炭深度水處理工藝中通入臭氧的濃度為1.5‐40mg/l，反應(yīng)時間為30‐60min。

由于采用上述方案，本發(fā)明的有益效果是：

第一、本發(fā)明在溴酸鹽前驅(qū)物進(jìn)行臭氧/活性炭深度水處理工藝前，投加有效氯進(jìn)行反應(yīng)，很好地控制了溴酸鹽的生成，使得其濃度滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(gb5749‐2006)10μg/l以下。

第二、本發(fā)明的反應(yīng)條件簡單，無需特殊設(shè)備，無特別溫度的要求，從而使得其適用范圍廣泛。

第三、本發(fā)明以水廠現(xiàn)有的水處理工藝為基礎(chǔ)，不需要進(jìn)行大規(guī)模的技術(shù)改造，具有較高的可操作性。

總之，本發(fā)明的臭氧/活性炭深度水處理工藝中控制溴酸鹽的生成方法克服了現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)濟(jì)性較差和處理效能低等難題，其具有成本低廉、控制效果明顯和操作簡單等特點(diǎn)，從而使得其適用范圍廣泛，且在實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)了一定程度的應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種臭氧/活性炭深度水處理工藝中控制溴酸鹽生成的方法。

一種臭氧/活性炭深度水處理工藝中控制溴酸鹽生成的方法，其包括如下步驟：

在溴酸鹽前驅(qū)物溴離子被臭氧氧化之前，向原水體中加入有效氯，使氯氣和原水體充分反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸將溴酸鹽前驅(qū)物溴離子轉(zhuǎn)化為次溴酸，再向原水體中通入臭氧進(jìn)行臭氧/活性炭深度水處理工藝。

實(shí)際上，臭氧與次溴酸(hbro)的反應(yīng)速率要明顯低于與次溴酸根(bro^‐)的反應(yīng)速率，同時次溴酸阻礙水中羥基自由基的產(chǎn)生，從而控制了上述工藝中因臭氧和羥基自由基氧化作用而導(dǎo)致溴酸鹽的生成。

其中，有效氯的投加量可以小于5mg/l，優(yōu)選為4mg/l。

有效氯的預(yù)氯化時間可以為1‐180mim，優(yōu)選為30‐120min，更優(yōu)選為60min。

原水體的ph值可以為5‐9，優(yōu)選為8.15；溫度可以為0‐40℃，優(yōu)選為16℃；耗氧量(codmn)可以為0.2‐6.0mg/l，優(yōu)選為3.4mg/l；原水體中氨氮的濃度為0‐3mg/l。

原水體中溴離子的濃度可以為50‐500μg/l，優(yōu)選為110μg/l。

臭氧/活性炭深度水處理工藝中的臭氧通入量與有效氯的質(zhì)量比可以為(1‐10):1，優(yōu)選為(1.5‐6):1。

臭氧/活性炭深度水處理工藝中通入臭氧的濃度可以為1.5‐40mg/l，優(yōu)選為3mg/l；反應(yīng)時間可以為30‐60min，優(yōu)選為30min。

以下結(jié)合所示實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例的臭氧/活性炭深度水處理工藝中控制溴酸鹽生成的方法包括如下步驟：

取太湖的原水體為水樣，其中，原水體的溫度為16℃，ph值為8.15，耗氧量為3.4mg/l，溴酸鹽前驅(qū)物溴離子的濃度為110μg/l，向水樣中加入4mg/l的有效氯進(jìn)行預(yù)氯化反應(yīng)，時間為60min，之后通入3mg/l的臭氧，反應(yīng)30min后，測試水樣中溴酸鹽的含量，其測試結(jié)果如表1所示。

其中，有效氯的投加量小于5mg/l，有效氯的預(yù)氯化時間在1‐180mim之內(nèi)是可以的。

原水體的ph值在5‐9之內(nèi)、溫度在0‐40℃之內(nèi)、耗氧量(codmn)在0.2‐6.0mg/l之內(nèi)均是可以的。

溴離子的濃度在50‐500μg/l之內(nèi)是可以的。

上述工藝中通入臭氧的濃度在1.5‐40mg/l之內(nèi)、反應(yīng)時間在30‐60min之內(nèi)都是可以的。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例的臭氧/活性炭深度水處理工藝中控制溴酸鹽生成的方法包括如下步驟：

取太湖的原水體為水樣，其中，原水體的溫度為16℃，ph值為8.15，耗氧量為3.7mg/l，溴酸鹽前驅(qū)物溴離子的濃度為110μg/l，向水樣中加入2mg/l的有效氯進(jìn)行預(yù)氯化反應(yīng)，時間為60min，之后通入3mg/l的臭氧，反應(yīng)30min后，測試水樣中溴酸鹽的含量，其測試結(jié)果如表1所示。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例的臭氧/活性炭深度水處理工藝中控制溴酸鹽生成的方法包括如下步驟：

取太湖的原水體為水樣，其中，原水體的溫度為10℃，ph值為7.0，耗氧量為3.6mg/l，溴酸鹽前驅(qū)物溴離子的濃度為155μg/l，向水樣中加入1mg/l的有效氯進(jìn)行預(yù)氯化反應(yīng)，時間為60min，之后通入3mg/l的臭氧，反應(yīng)30min后，測試水樣中溴酸鹽的含量，其測試結(jié)果如表1所示。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例的臭氧/活性炭深度水處理工藝中控制溴酸鹽生成的方法包括如下步驟：

取太湖的原水體為水樣，其中，原水體的溫度為10℃，ph值為8.1，耗氧量為3.5mg/l，溴酸鹽前驅(qū)物溴離子的濃度為142μg/l，向水樣中加入1mg/l的有效氯進(jìn)行預(yù)氯化反應(yīng)，時間為120min，之后通入3mg/l的臭氧，反應(yīng)30min后，測試水樣中溴酸鹽的含量，其測試結(jié)果如表1所示。

實(shí)施例5：

本實(shí)施例的臭氧/活性炭深度水處理工藝中控制溴酸鹽生成的方法包括如下步驟：

取太湖的原水體為水樣，其中，原水體的溫度為10℃，ph值為8.1，耗氧量為3.3mg/l，溴酸鹽前驅(qū)物溴離子的濃度為200μg/l，向水樣中加入1mg/l的有效氯進(jìn)行預(yù)氯化反應(yīng)，時間為60min，之后通入3mg/l的臭氧，反應(yīng)30min后，測試水樣中溴酸鹽的含量，其測試結(jié)果如表1所示。

實(shí)施例6：

本實(shí)施例的臭氧/活性炭深度水處理工藝中控制溴酸鹽生成的方法包括如下步驟：

取太湖的原水體為水樣，其中，原水體的溫度為10℃，ph值為8.1，耗氧量為3.4mg/l，溴酸鹽前驅(qū)物溴離子的濃度為200μg/l，向水樣中加入2mg/l的有效氯進(jìn)行預(yù)氯化反應(yīng)，時間為60min，之后通入3mg/l的臭氧，反應(yīng)30min后，測試水樣中溴酸鹽的含量，其測試結(jié)果如表1所示。

實(shí)施例7：

本實(shí)施例的臭氧/活性炭深度水處理工藝中控制溴酸鹽生成的方法包括如下步驟：

取太湖的原水體為水樣，其中，原水體的溫度為16℃，ph值為8.15，耗氧量為3.6mg/l，溴酸鹽前驅(qū)物溴離子的濃度為110μg/l，向水樣中加入1mg/l的有效氯進(jìn)行預(yù)氯化反應(yīng)，時間為60min，之后通入3mg/l的臭氧，反應(yīng)30min后，測試水樣中溴酸鹽的含量，其測試結(jié)果如表1所示。

實(shí)施例8：

本實(shí)施例的臭氧/活性炭深度水處理工藝中控制溴酸鹽生成的方法包括如下步驟：

取太湖的原水體為水樣，其中，原水體的溫度為10℃，ph值為8.5，耗氧量為3.6mg/l，溴酸鹽前驅(qū)物溴離子的濃度為155μg/l，向水樣中加入1mg/l的有效氯進(jìn)行預(yù)氯化反應(yīng)，時間為60min，之后通入3mg/l的臭氧，反應(yīng)30min后，測試水樣中溴酸鹽的含量，其測試結(jié)果如表1所示。

實(shí)施例9：

本實(shí)施例的臭氧/活性炭深度水處理工藝中控制溴酸鹽生成的方法包括如下步驟：

取太湖的原水體為水樣，其中，原水體的溫度為30℃，ph值為8.1，耗氧量為3.4mg/l，溴酸鹽前驅(qū)物溴離子的濃度為155μg/l，向水樣中加入1mg/l的有效氯進(jìn)行預(yù)氯化反應(yīng)，時間為60min，之后通入3mg/l的臭氧，反應(yīng)30min后，測試水樣中溴酸鹽的含量，其測試結(jié)果如表1所示。

表1添加有效氯和未添加有效氯時溴酸鹽的含量

由表1可知，通過加入有效氯進(jìn)行反應(yīng)，使得溴酸鹽的生成量相對于未添加有效氯時得到了大幅度降低，控制溴酸鹽的生產(chǎn)效率高達(dá)90.37％，且隨著添加有效氯含量的增加，溴酸鹽的生成量不斷在降低，由此說明，本發(fā)明具有成本低廉、控制效果明顯和操作簡單等特點(diǎn)，從而使得其適用范圍廣泛，且在實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)了一定程度的應(yīng)用。

上述對實(shí)施例的描述是為了便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可以容易的對這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中，而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的原理，不脫離本發(fā)明的范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。