一種抑制臭氧化過(guò)程中溴酸鹽產(chǎn)生的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種抑制臭氧化過(guò)程中溴酸鹽產(chǎn)生的方法，在對(duì)溴酸鹽前驅(qū)物進(jìn)行臭氧化工藝前，對(duì)含有溴酸鹽前驅(qū)物的水體進(jìn)行超聲處理，水中將產(chǎn)生活性自由基，活性自由基促進(jìn)隨后臭氧化工藝中的臭氧轉(zhuǎn)化為羥基自由基，從而抑制了溴離子經(jīng)臭氧化的途徑產(chǎn)生溴酸鹽。所述超聲的功率為66w～100w，頻率為400kHz，超聲時(shí)間大于20min。本發(fā)明方法對(duì)溴酸鹽產(chǎn)生抑制效果顯著，避免藥劑投加帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，超聲處理可提升臭氧氧化效果。和單獨(dú)臭氧相比，本方法對(duì)水中其他有機(jī)物有更好的去除效果，是一種操作簡(jiǎn)便，高效環(huán)保的抑制臭氧化過(guò)程中溴酸鹽產(chǎn)生的方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種抑制臭氧化過(guò)程中溴酸鹽產(chǎn)生的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抑制臭氧化過(guò)程中溴酸鹽產(chǎn)生的方法，屬于水處理消毒和氧化【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)化的發(fā)展，大量的生活和工業(yè)污水排入水體，使水源水質(zhì)惡化。常規(guī)的飲用水處理工藝雖然可以去除水中許多有毒有害物質(zhì)，但對(duì)水體中有機(jī)物的去除效果卻不太理想，過(guò)濾后的出水仍含有較多的有機(jī)污染物。針對(duì)常規(guī)處理工藝的不足，臭氧化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。臭氧氧化能力極強(qiáng)，氧化還原電位為2.07V，在堿性溶液中僅次于氟。它能快速的殺死水中的細(xì)菌和病毒，去除水中的異味，同時(shí)還能有效地去除水中的有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物，降低水中的BOD和C0D，工藝簡(jiǎn)單，安全可靠，因此在飲用水處理方面得到廣泛應(yīng)用。
[0003]但是在臭氧氧化和消毒的過(guò)程中，副產(chǎn)物溴酸鹽的出現(xiàn)在一定程度上制約了臭氧的應(yīng)用。溴酸鹽已經(jīng)被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)定為2B級(jí)潛在致癌物，其具有一定的遺傳毒性，對(duì)飲用水安全構(gòu)成一定的威脅。世界衛(wèi)生組織、美國(guó)環(huán)保局、歐盟以及我國(guó)等的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中均規(guī)定溴酸鹽限值為lOyg/L。因此，在用臭氧對(duì)飲用水進(jìn)行消毒處理時(shí)，如何抑制溴酸鹽的產(chǎn)生就顯得十分重要。
[0004]目前對(duì)于溴酸鹽的控制技術(shù)主要有降低原水含溴量、加氨法以及降低溶液pH值等。這些方法各自都存在一定的局限性。例如加氨法，雖然抑制了溴酸鹽的產(chǎn)生，但可能會(huì)導(dǎo)致具有毒性的含氮消毒副產(chǎn)物產(chǎn)生；降低原水含溴量以及調(diào)劑PH值在實(shí)際生產(chǎn)中都不太經(jīng)濟(jì)。
[0005]所以，如何有效的抑制臭氧化過(guò)程中溴酸鹽的產(chǎn)生，是目前臭氧應(yīng)用中的一個(gè)較難克服的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種抑制臭氧化過(guò)程中溴酸鹽產(chǎn)生的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)在抑制溴酸鹽方面存在的不足。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種抑制臭氧化過(guò)程中溴酸鹽產(chǎn)生的方法，在對(duì)溴酸鹽前驅(qū)物進(jìn)行臭氧化工藝前，對(duì)含有溴酸鹽前驅(qū)物的水體進(jìn)行超聲處理，水中將產(chǎn)生活性自由基，活性自由基促進(jìn)隨后臭氧化工藝中的臭氧轉(zhuǎn)化為羥基自由基，從而抑制了溴離子經(jīng)臭氧化的途徑產(chǎn)生溴酸鹽。
[0008]所述超聲的功率為66w~100w，頻率為400kHz，超聲時(shí)間大于20min。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明方法開(kāi)創(chuàng)性的采用了超聲加臭氧的方式，不僅達(dá)到了抑制溴酸鹽的顯著效果，而且避免了藥劑投加帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)和單獨(dú)臭氧相比，本方法對(duì)水中其他有機(jī)物也有更好的去除效果。這是一種操作簡(jiǎn)便，高效快捷的抑制臭氧化過(guò)程中溴酸鹽產(chǎn)生的方法，可廣泛應(yīng)用于飲用水消毒處理。此外，增設(shè)的超聲裝置對(duì)水中藻毒素、腐殖質(zhì)等有機(jī)物也有較好的去除作用。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】[0010]圖1是超聲/臭氧聯(lián)用對(duì)溴酸鹽抑制效果曲線。
[0011]圖2是不同超聲時(shí)間對(duì)溴酸鹽抑制效果的影響。
[0012]圖3是不同超聲功率對(duì)溴酸鹽抑制效果的影響。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的具體描述。
[0014]實(shí)施例1
利用超聲/臭氧聯(lián)用工藝抑制溴酸鹽產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)按以下步驟進(jìn)行:配置溴離子濃度為
0.5mg/L的溶液A和B，加入一定量的磷酸緩沖溶液，使其pH保持在7.0左右。一份溶液中加入一定量高濃度臭氧水，使該體系的最終臭氧濃度為1.0mg/L。每隔IOmin取樣測(cè)定BrO3-含量。而另一份溶液先進(jìn)行60min超聲(100W，400KHz),再加入相同量的臭氧水，每隔IOmin取樣測(cè)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1，超聲前30min內(nèi)，臭氧工藝中溴酸鹽的產(chǎn)生量基本維持在6.5^7.0 μ g/L，隨后不斷增加，到60min時(shí)達(dá)到最大值7.979 μ g/L。而超聲/臭氧工藝的溴酸鹽產(chǎn)生量卻一直維持在0，沒(méi)有溴酸鹽的產(chǎn)生，這是由于超聲過(guò)程中產(chǎn)生一定量的活性自由基。當(dāng)臭氧加入時(shí)，經(jīng)超聲后的水促進(jìn)臭氧分解成具有更高活性的羥基自由基，也使得溴酸鹽的主要產(chǎn)生途徑發(fā)生改變，產(chǎn)生了抑制溴酸鹽的效果。
[0015]實(shí)施例2
不同超聲時(shí)間對(duì)溴酸鹽抑制效果影響的實(shí)驗(yàn)按以下步驟進(jìn)行:配置溴離子濃度為
0.5mg/L的溶液進(jìn)行超聲(功率=100W，頻率=400KHz)，在超聲10、20、30、40、50、60min的實(shí)驗(yàn)溶液中加入相同量的臭氧，反應(yīng)20min后取樣測(cè)定溴酸鹽的產(chǎn)生量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2，溴酸鹽的產(chǎn)生曲線隨時(shí)間呈現(xiàn)不斷下降的趨勢(shì)。超聲IOmin時(shí)溴酸鹽的產(chǎn)生量最大，為
13.55 μ g/L。在10_20min內(nèi),溴酸鹽的濃度大幅下降，降至6.12 μ g/L,此后20_60min溴酸鹽在穩(wěn)定中略有減少。這是由于臭氧只在初期階段與溴離子反應(yīng)，使得溴酸鹽大量產(chǎn)生，此后不斷產(chǎn)生的活性自由基與通入的臭氧發(fā)生反應(yīng)，從而減緩了臭氧與溴離子的反應(yīng)，所以溴酸鹽的含量降低。而圖3中的折線在20min后趨于平穩(wěn)，由此可推斷20min時(shí)溶液中的溴離子和臭氧已幾乎消耗完全。當(dāng)活性自由基與僅剩的臭氧和溴離子反應(yīng)完畢時(shí)，溴酸鹽的量趨于穩(wěn)定。
[0016]實(shí)施例3
不同超聲功率對(duì)溴酸鹽抑制效果影響的實(shí)驗(yàn)按以下步驟進(jìn)行:配置溴離子濃度為
0.5mg/L的溶液，分別于功率=33W，66W，100W下超聲60min，然后加入相同量的臭氧水后，每IOmin取樣，測(cè)定產(chǎn)生的溴酸鹽濃度。得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3，功率為33W時(shí)，超聲前30min內(nèi)的溴酸鹽含量逐步緩慢增加到4.5 μ g/L ο隨后的IOmin,溴酸鹽量有大幅上升，40min時(shí)達(dá)到6.0 μ g/L。之后增幅減緩，并趨于穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，溶液含有溴酸鹽約6.5 μ g/L。功率為66W和IOOW的實(shí)驗(yàn)組溶液溴酸鹽含量一直為O μ g/L，可認(rèn)為兩者不產(chǎn)生溴酸鹽，或者說(shuō)，對(duì)溴酸鹽的產(chǎn)生具有抑制作用。即使是功率為33W的實(shí)驗(yàn)組產(chǎn)生的溴酸鹽量也比單獨(dú)臭氧工藝處理要少。所以，不難看出超聲/臭氧聯(lián)用對(duì)溴酸鹽產(chǎn)生具有抑制作用。
【權(quán)利要求】
1.一種抑制臭氧化過(guò)程中溴酸鹽產(chǎn)生的方法，其特征在于，在對(duì)溴酸鹽前驅(qū)物進(jìn)行臭氧化工藝前，對(duì)含有溴酸鹽前驅(qū)物的水體進(jìn)行超聲處理，水中將產(chǎn)生活性自由基，活性自由基促進(jìn)隨后臭氧化工藝中的臭氧轉(zhuǎn)化為羥基自由基，從而抑制了溴離子經(jīng)臭氧化的途徑產(chǎn)生溴酸鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制臭氧化過(guò)程中溴酸鹽產(chǎn)生的方法，其特征在于，所述超聲的功率為66w~100w，頻率為400kHz，超聲時(shí)間大于20min。
【文檔編號(hào)】C02F1/36GK103570099SQ201310416043
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】吳雪飛, 黃鑫, 劉佳, 劉爽, 盧寧, 酈春蓉 申請(qǐng)人:上海大學(xué)