一种抑制臭氧化过程中溴酸盐产生的方法
【专利摘要】本发明涉及一种抑制臭氧化过程中溴酸盐产生的方法，在对溴酸盐前驱物进行臭氧化工艺前，对含有溴酸盐前驱物的水体进行超声处理，水中将产生活性自由基，活性自由基促进随后臭氧化工艺中的臭氧转化为羟基自由基，从而抑制了溴离子经臭氧化的途径产生溴酸盐。所述超声的功率为66w～100w，频率为400kHz，超声时间大于20min。本发明方法对溴酸盐产生抑制效果显著，避免药剂投加带来的风险，超声处理可提升臭氧氧化效果。和单独臭氧相比，本方法对水中其他有机物有更好的去除效果，是一种操作简便，高效环保的抑制臭氧化过程中溴酸盐产生的方法。
【专利说明】一种抑制臭氧化过程中溴酸盐产生的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种抑制臭氧化过程中溴酸盐产生的方法，属于水处理消毒和氧化【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着工业化的发展，大量的生活和工业污水排入水体，使水源水质恶化。常规的饮用水处理工艺虽然可以去除水中许多有毒有害物质，但对水体中有机物的去除效果却不太理想，过滤后的出水仍含有较多的有机污染物。针对常规处理工艺的不足，臭氧化技术应运而生。臭氧氧化能力极强，氧化还原电位为2.07V，在碱性溶液中仅次于氟。它能快速的杀死水中的细菌和病毒，去除水中的异味，同时还能有效地去除水中的有机和无机污染物，降低水中的BOD和C0D，工艺简单，安全可靠，因此在饮用水处理方面得到广泛应用。
[0003]但是在臭氧氧化和消毒的过程中，副产物溴酸盐的出现在一定程度上制约了臭氧的应用。溴酸盐已经被国际癌症研究机构定为2B级潜在致癌物，其具有一定的遗传毒性，对饮用水安全构成一定的威胁。世界卫生组织、美国环保局、欧盟以及我国等的生活饮用水卫生标准中均规定溴酸盐限值为lOyg/L。因此，在用臭氧对饮用水进行消毒处理时，如何抑制溴酸盐的产生就显得十分重要。
[0004]目前对于溴酸盐的控制技术主要有降低原水含溴量、加氨法以及降低溶液pH值等。这些方法各自都存在一定的局限性。例如加氨法，虽然抑制了溴酸盐的产生，但可能会导致具有毒性的含氮消毒副产物产生；降低原水含溴量以及调剂PH值在实际生产中都不太经济。
[0005]所以，如何有效的抑制臭氧化过程中溴酸盐的产生，是目前臭氧应用中的一个较难克服的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种抑制臭氧化过程中溴酸盐产生的方法，以解决现有技术在抑制溴酸盐方面存在的不足。
[0007]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种抑制臭氧化过程中溴酸盐产生的方法，在对溴酸盐前驱物进行臭氧化工艺前，对含有溴酸盐前驱物的水体进行超声处理，水中将产生活性自由基，活性自由基促进随后臭氧化工艺中的臭氧转化为羟基自由基，从而抑制了溴离子经臭氧化的途径产生溴酸盐。
[0008]所述超声的功率为66w~100w，频率为400kHz，超声时间大于20min。
[0009]与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点:
本发明方法开创性的采用了超声加臭氧的方式，不仅达到了抑制溴酸盐的显著效果，而且避免了药剂投加带来的风险。同时和单独臭氧相比，本方法对水中其他有机物也有更好的去除效果。这是一种操作简便，高效快捷的抑制臭氧化过程中溴酸盐产生的方法，可广泛应用于饮用水消毒处理。此外，增设的超声装置对水中藻毒素、腐殖质等有机物也有较好的去除作用。
【专利附图】
【附图说明】[0010]图1是超声/臭氧联用对溴酸盐抑制效果曲线。
[0011]图2是不同超声时间对溴酸盐抑制效果的影响。
[0012]图3是不同超声功率对溴酸盐抑制效果的影响。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图通过实施例对本发明作进一步的具体描述。
[0014]实施例1
利用超声/臭氧联用工艺抑制溴酸盐产生的实验按以下步骤进行:配置溴离子浓度为
0.5mg/L的溶液A和B，加入一定量的磷酸缓冲溶液，使其pH保持在7.0左右。一份溶液中加入一定量高浓度臭氧水，使该体系的最终臭氧浓度为1.0mg/L。每隔IOmin取样测定BrO3-含量。而另一份溶液先进行60min超声(100W，400KHz),再加入相同量的臭氧水，每隔IOmin取样测定。实验结果如图1，超声前30min内，臭氧工艺中溴酸盐的产生量基本维持在6.5^7.0 μ g/L，随后不断增加，到60min时达到最大值7.979 μ g/L。而超声/臭氧工艺的溴酸盐产生量却一直维持在0，没有溴酸盐的产生，这是由于超声过程中产生一定量的活性自由基。当臭氧加入时，经超声后的水促进臭氧分解成具有更高活性的羟基自由基，也使得溴酸盐的主要产生途径发生改变，产生了抑制溴酸盐的效果。
[0015]实施例2
不同超声时间对溴酸盐抑制效果影响的实验按以下步骤进行:配置溴离子浓度为
0.5mg/L的溶液进行超声(功率=100W，频率=400KHz)，在超声10、20、30、40、50、60min的实验溶液中加入相同量的臭氧，反应20min后取样测定溴酸盐的产生量。实验结果见图2，溴酸盐的产生曲线随时间呈现不断下降的趋势。超声IOmin时溴酸盐的产生量最大，为
13.55 μ g/L。在10_20min内,溴酸盐的浓度大幅下降，降至6.12 μ g/L,此后20_60min溴酸盐在稳定中略有减少。这是由于臭氧只在初期阶段与溴离子反应，使得溴酸盐大量产生，此后不断产生的活性自由基与通入的臭氧发生反应，从而减缓了臭氧与溴离子的反应，所以溴酸盐的含量降低。而图3中的折线在20min后趋于平稳，由此可推断20min时溶液中的溴离子和臭氧已几乎消耗完全。当活性自由基与仅剩的臭氧和溴离子反应完毕时，溴酸盐的量趋于稳定。
[0016]实施例3
不同超声功率对溴酸盐抑制效果影响的实验按以下步骤进行:配置溴离子浓度为
0.5mg/L的溶液，分别于功率=33W，66W，100W下超声60min，然后加入相同量的臭氧水后，每IOmin取样，测定产生的溴酸盐浓度。得到实验结果见图3，功率为33W时，超声前30min内的溴酸盐含量逐步缓慢增加到4.5 μ g/L ο随后的IOmin,溴酸盐量有大幅上升，40min时达到6.0 μ g/L。之后增幅减缓，并趋于稳定。实验结束时，溶液含有溴酸盐约6.5 μ g/L。功率为66W和IOOW的实验组溶液溴酸盐含量一直为O μ g/L，可认为两者不产生溴酸盐，或者说，对溴酸盐的产生具有抑制作用。即使是功率为33W的实验组产生的溴酸盐量也比单独臭氧工艺处理要少。所以，不难看出超声/臭氧联用对溴酸盐产生具有抑制作用。
【权利要求】
1.一种抑制臭氧化过程中溴酸盐产生的方法，其特征在于，在对溴酸盐前驱物进行臭氧化工艺前，对含有溴酸盐前驱物的水体进行超声处理，水中将产生活性自由基，活性自由基促进随后臭氧化工艺中的臭氧转化为羟基自由基，从而抑制了溴离子经臭氧化的途径产生溴酸盐。
2.根据权利要求1所述的抑制臭氧化过程中溴酸盐产生的方法，其特征在于，所述超声的功率为66w~100w，频率为400kHz，超声时间大于20min。
【文档编号】C02F1/36GK103570099SQ201310416043
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】吴雪飞, 黄鑫, 刘佳, 刘爽, 卢宁, 郦春蓉 申请人:上海大学