水处理使用臭氧如何控制溴酸盐

杨泽畅

臭氧氧化工艺被越来越广泛的应用于饮用水处理中,以溴酸盐为代表的臭氧消毒副产物问题受到加倍的关注。溴酸盐已被国际癌症研究机构定为2B级潜在致癌物,我国在最新颁布的生活饮用水标准中明确规定,饮用水中溴酸盐含量的限值为10μg/L。

       通过纯水模拟配水研究,分别从影响因素研究、抑制剂(NH_4~+/ H_2O_2)抑制效能研究及纳米金属氧化物催化臭氧氧化研究等三个方面对含溴离子水臭氧氧化过程中溴酸盐的生成情况进行了探讨,主要研究结论如下:

1. 同样的水质条件下,溴酸盐的生成量随着臭氧投加量的增加而增加,臭氧连续投加相对臭氧瞬时投加可降低约46.5 %的溴酸盐生成量。

2.臭氧投加条件一定的情况下,溴酸盐生成量基本与Br~-初始浓度成线性关系,并随着温度在15～26℃范围内的升高而增加了2倍以上

3pH值在6.0～7.8范围内的升高明显有利于溴酸盐的形成,并加速了水中臭氧浓度的衰减;BrO_3~-生成量随着水中腐殖酸浓度在0～3 mg/L范围内的增加而逐步降低。整个氧化过程中,溶液中的Br元素一直保持守恒。

4. 单独投加NH_4~+能显著降低溴酸盐的生成量,并对水中臭氧浓度衰减无明显影响;投加过量的H_2O_2时,同样能在一定程度上抑制溴酸盐的形成,但加快了水中臭氧浓度的衰减;同时投加过量H_2O_2和NH_4~+时,相对单独投加过量H_2O_2条件将进一步抑制溴酸盐的形成,但相对单独投加NH_4~+条件却促进了溴酸盐的形成。

5 无论是纳米SnO_2还是纳米TiO_2对臭氧氧化过程的催化作用均能有效抑制臭氧氧化过程中溴酸盐的形成,其中纳米TiO_2催化臭氧氧化对溴酸盐形成的抑制作用较强。光照条件对纳米TiO_2催化臭氧氧化抑制溴酸盐形成的效能无明显影响;纳米TiO_2投加量的增加有利于纳米TiO_2催化臭氧氧化对于BrO_3~-生成的抑制作用,抑制效能的增强在0～100 mg/L的范围内更为显著;纳米TiO_2催化臭氧氧化抑制溴酸盐生成的效能随着臭氧投加量的增加和反应温度的上升而提高,却随着Br~-初始浓度的增加和pH值的上升而降低;随着水中腐殖酸浓度的增加,纳米TiO_2催化臭氧氧化条件下的BrO_3~-生成量减少率呈现先降低后升高的变化趋势。

总结：实际操作中，可以降低溴酸盐产生的方法是，1小投加量，多点投加臭氧。2控制水温，水温越低，溴酸盐产生的越少。3偏酸性水中，溴酸盐产生量较少。

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