飲用水多源紫外光催化氯消毒方法技術

飲用水多源紫外光催化氯消毒技術，本發明專利技術涉及一種飲用水的凈化處理技術。本發明專利技術除了包括對水進行混凝、沉淀、過濾處理，還對水進行多源紫外光照射消毒和向水中投加含氯消毒劑消毒的聯用方法消毒，其中，所述的多源紫外光照射為采用高壓、中壓、低壓三種紫外光汞燈中的至少兩種進行復合紫外光照射，紫外光照射的總劑量為０．１－２００ｍＪ／ｃｍ↑［２］，投加含氯消毒劑的量以其有效氯含量計為０．１－３０ｍｇ／Ｌ。本方法利用多種紫外光源照射對致病微生物的弱化作用、對氯消毒的催化作用，提高抗氯性病源微生物的滅活效率，并通過控制氯投量達到削減出水消毒副產物生產量的目的。采用本發明專利技術的方法可以大幅提高病毒滅活率，同時削減出水消毒副產物，提高飲用水的水質安全。

Method for disinfection of drinking water by multi-source ultraviolet light catalysis chlorine

The invention relates to a multi-source ultraviolet light catalytic chlorine disinfection technique for drinking water, which relates to a purifying treatment technique for drinking water. The present invention include water coagulation, sedimentation, filtration, also combined with method of disinfection, disinfection and the multi-source ultraviolet radiation to water dosing of chlorine disinfectant for water, the multi-source ultraviolet irradiation for high voltage, low voltage, medium voltage three UV light lamp in at least two of composite UV irradiation, total dose of ultraviolet irradiation for 0.1 - 200mJ / cm = 2, adding chlorine disinfectant to its effective chlorine content is 0.1 30mg / L. This method uses a variety of UV light catalytic effect on pathogenic microbe and the weakening effect of chlorine disinfection, improve the inactivation efficiency of chlorine resistant pathogenic microorganisms, and by controlling the chlorine dosage to reduce effluent disinfection by-products production purpose. By adopting the method of the invention, the rate of virus inactivation can be greatly improved, and the effluent disinfection by-products can be cut down to improve the water quality safety of drinking water.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于飲用水處理技術。
技術介紹
消毒是常規水處理工藝中最重要且不可替代的處理單元。氯消毒經濟、高效，被水處理廠普遍采用。 其缺點主要是消毒過程中生成多種復雜的消毒副產物，如三鹵甲垸鹵代乙酸等強致癌物質。近年來的研究發現，單純控制消毒副產物生成量并不能保證出水安全。氯不能有效滅活如隱孢子蟲和 藍氏賈第鞭毛蟲等高抗氯性病源微生物。兩蟲是兩種典型的水傳播性寄生蟲。它們感染性強、發病后治 療困難甚至可能導致死亡，對飲用水安全具有極大潛在威脅。我國1987年在南京首次發現隱孢子蟲病病 例，1989-1991年在國內首先進行省際范圍內的人群流行病學調査，發現國內分布廣泛。兩種寄生蟲在水 中以包囊形式傳播，由于形體尺寸小，不能被過濾工藝有效截留。除兩蟲夕卜，水中存在多種高抗氯性病源微生物，如何有效殺滅它們一直是給水處理中較難解決的 問題。實際生產中即使大幅提高氯投量及延長接觸時間，滅活高抗氯性病源微生物的作用不大。對于采用 單一氯消毒的給水處理廠來說，既要保證對抗氯性病源微生物的滅活效果，又要保持較低的出水氯代有機 物水平幾乎無法實現。目前大部分地表水源受到有機污染，這種情況下若采用大投量氯消毒勢必造成消毒 副產物含量大幅升高，形成矛盾的局面。研究安全高效消毒技術，解決傳染病高發時期城鎮飲用水安全問 題，是提高我國現階段和未來較長一段時期內飲用水水質安全性的關鍵。
技術實現思路
本專利技術的目的是提出一種大幅提高飲用水傳統氯消毒效果的多源紫外光催化氯消毒技術，在保證飲用 水生物學安全性的同時，有效降低出水三氯甲烷等強致癌鹵代有機物的生成。本專利技術所提出的飲用水光催化氯消毒技術，其技術方案的特點是利用多種紫外光源照射對致病微生物 的弱化作用、對氯消毒的催化作用，提高高抗氯性病源微生物的滅活效率，并通過控制氯投量達到削減出 水消毒副產物濃度的目的。實現本專利技術的具體的技術方案是-對給水處理廠飲用水的消毒處理，除了包括對水進行混凝、沉淀、過濾處理，還對水進行多源紫外光 照射消毒和向水中投加含氯消毒劑消毒的聯用方法消毒，其中，所述的多源紫外光照射為采用高壓、中壓、 低壓三種紫外光汞燈中的至少兩種進行復合紫外光照射，紫外光照射的總劑量為0.1—200mJ/cm2，投加含 氯消毒劑的量以其有效氯含量計為0.1—30 mg/L。所述的含氯消毒劑為氯氣、次氯酸鈣、次氯酸鈉、漂白粉和氯胺中的至少一種。對飲用水進行復合紫外光照射消毒和向水中投加含氯消毒劑消毒兩者聯用的順序可采用以下四種方案(1) 先進行多源紫外光照射消毒后，在0—30分鐘內再向水中投加含氯消毒劑進行消毒；(2) 先向飲用水中投加含氯消毒劑進行消毒，在0—30分鐘內再進行多源紫外光照射消毒；(3) 在對飲用水多源所以紫外光照射消毒的同時向水中投加含氯消毒劑進行消毒；(4)在混凝處理前預投加含氯消毒劑，經過混凝、沉淀、過濾處理后采用多源紫外光照射消毒； 經中請人研究試驗發現，(1)多源紫外光照射能夠有效弱化兩蟲等高抗氯性病源微生物的活性， 提高后續氯消毒速度， 一般可使后續氯或氯胺消毒效率提高2—5倍；(2)多源紫外光照射能夠快速催化 氯消毒，瞬時達到高效消毒，即達到99.99%以上的病毒滅活率。上述發現的試驗過程如下1、 試驗材料與方法源水取自河水，經過混凝、沉淀、過濾處理后進行試驗。因MS2大腸桿菌病毒與隱孢子蟲抗氯性相 當，因此向水樣中的人工加入MS2病毒進行消毒試驗。MS2采用雙培養基覆膜法計數。多源紫外光由低 壓汞燈、中壓汞燈和高壓汞燈獲得，照射強度為0.2-0.6 mw/cm2,強度乘以照射時間為照射劑量(單位 mJ/cm2)。活性氯由次氯酸鈉溶液稀釋獲得，濃度1.2 g/mL (以02計)。氯胺溶液由次氯酸鈉溶液與氯化 銨溶液反應制備，濃度0.4g/mL (以Ch計)。水樣中剩余氯濃度采用標準方法滴定。2、 試驗步驟消毒試驗包括兩部分。1)將50mL水樣置丁玻璃皿中，用多源紫外光照射一段時間，然后加入一定量 的次氯酸鈉溶液或制備的氯胺溶液，反應一段時間。取30mL水樣用于滴定剩余氯濃度。剩余水樣用過量 亞硫酸鈉中止反應，測定MS2病毒數量。2)將50mL水樣置于玻璃皿中，向水樣中投加一定量的次氯酸 鈉溶液或制備的氯胺溶液，反應一段時間，再開始用多源紫外光照射一段時間。停止紫外光照射，取30mL 水樣用于滴定剩余氯濃度。剩余水樣用過量亞硫酸鈉中止反應，測定MS2病毒數量。3、 試驗結果表1為多源紫外光和次氯酸鈉同時作用與單獨次氯酸鈉、單獨多源紫外光照射消毒效果的對比。多源 紫外光劑量20 mJ/cm2,氯投量lmg/L。很明顯，多源紫外光能夠大幅催化氯消毒效率。當消毒時間為1 和2分鐘時，單獨氯和紫外光的對數滅活率加和分別為1.30、 1.98，而二者聯用的對數滅活率分別為3.67、 4.92。紫外光與氯胺聯用試驗也發現類似的規律。表1多源紫外光催化氯消毒與普通氯消毒下MS2病毒對數滅活率對比消毒時間(分鐘)氯多源紫外光多源紫外光催化氯10,460.843.6720.831.154.92將試驗獲得的大腸菌群滅活率取對數，與CrT値(剩余氯濃度與時間乘積)作圖，獲得氯或氯胺消毒的動力學曲線。所得曲線經線形擬和后的斜率即為消毒效率。圖1為多源紫外光照射后，氯消毒速率的變化。多源紫外光照射總劑量為60mJ/cm2。單獨氯消毒動力學曲線的斜率為1.022，經多源紫外光照射后的 氯消毒動力學曲線斜率為2.609，是單獨氯消毒的2.55倍。紫外光與氯胺消毒聯用的協同效果更加明顯， 在同樣的試驗條件下，多源紫外光照射可以使后續氯胺消毒效率提高5倍。用本專利技術所述的多源紫外光催化氯消毒技術處理飲用水，其有益技術效果是1、多源紫外光照射能夠有效弱化高抵抗性病源微生物的活性，提高后續氯消毒速度，可使后續氯或 氯胺消毒效率提高2—5倍；42、 多源紫外光照射能夠催化氯消毒，實現瞬時高效消毒，即達到對數滅活率99.99%以上；3、 多源紫外光照射可以降低氯胺消耗速度，有效保持剩余氯，因此氯初始投量可以降低至維持余氯 濃度即可，最大程度削減出水三鹵甲垸等消毒副產物生產量；4、 本專利技術采用低劑量多源紫外光和低投量氯即可達到飲用水消毒要求，降低制水成本；5、 本方法可以有效控制單獨紫外光消毒的細菌復活現象。飲用水處理工藝采用本專利技術的多源紫外光催化氯消毒技術進行消毒處理，然后提供給用戶使用，將使 飲用水的生物學和化學安全性得到有效的保證。附圖說明圖1是飲用水經紫外光照射后氯消毒與單獨氯消毒的動力學曲線對比圖。圖中，A表示的是單獨氯消毒lmg/L的曲線；°表示的是紫外光(60mJ/cm2)照射后加氯消毒的曲 線。具體實施例方式實施例1對飲用水處理廠濾池出水進行處理，采用低壓汞燈和中壓汞燈發生紫外光對飲用水進行消毒，總劑量 20mJ/cm2。在紫外光消毒設備出口處投加次氯酸鈉(NaCIO)溶液，投量2mg/L[以Cl2 (即有效氯，以下 同)計]，消毒時間15分鐘。實施例2對飲用水處理廠濾池出水進行處理，采用高壓汞燈和中壓汞燈發生紫外光對水進行消毒，總劑量20 mJ/cm2。在紫外光消毒設備出口處投加氯胺溶液，投量為3mg/L (以Ch計)，即可使用。實施例3對飲用水處理廠濾池出水進行本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種飲用水多源紫外光催化氯消毒方法，包括對水進行混凝、沉淀、過濾處理，其特征在于還對水進行多源紫外光照射消毒和向水中投加含氯消毒劑消毒的聯用方法消毒，其中，所述的多源紫外光照射為采用高壓、中壓、低壓三種紫外光汞燈中的至少兩種進行聯合紫外光照射，紫外光照射的總劑量為０．１－２００ｍＪ／ｃｍ↑［２］，投加含氯消毒劑的量以其有效氯含量計為０．１－３０ｍｇ／Ｌ。

【技術特征摘要】
1、一種飲用水多源紫外光催化氯消毒方法，包括對水進行混凝、沉淀、過濾處理，其特征在于還對水進行多源紫外光照射消毒和向水中投加含氯消毒劑消毒的聯用方法消毒，其中，所述的多源紫外光照射為采用高壓、中壓、低壓三種紫外光汞燈中的至少兩種進行聯合紫外光照射，紫外光照射的總劑量為0.1-200mJ/cm2，投加含氯消毒劑的量以其有效氯含量計為0.1-30mg/L。2、 根據權利要求1所述的飲用水多源紫外光催化氯消毒方法，其特征在于所述的含氯消毒劑為氯氣、 次氯酸鈣、次氯酸鈉、漂白粉和氯胺中的至少一種。3、 根據權利要求1或2所述的飲用水多源紫外光催化氯消毒方法，其特征在于對水進行多源紫外光 照射消毒和向水中投加含氯...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉偉，
申請(專利權)人：中山大學，
類型：發明
國別省市：81[中國|廣州]