去除NDMA的工艺创新 及工程实践（二）
本 文 延 续 上 篇 对 ND MA 处 理 技 术 的 论 述 脉 络 ， 在 阐 述 了 紫 外 线 光 解 与 高 级 氧 化 工 艺 之 后 ， 将重点剖析紫外高级还原法的反应机理与实际效能 ， 并结合某自来水厂的案例 ， 详 述其具体应用。
01 紫外高级还原工艺（ UV-ARPs）
解决ND MA问题的新兴技术
利用UV激发还原性物质产生强还原性自由基 ， 通过还原路径降解ND MA ， 是一种极具 潜 力 的 新 兴 技 术 。 其 原 理 是 利 用 UV 与 亚 硫 酸 盐 等 还 原 性 物 质 发 生 光 化 学 反 应 ， 例 如 UV 光 解 亚 硫 酸 根 离 子 （ SO 3 ²- ） 可 生 成 水 合 电 子 （ eaq- ） 。 水 合 电 子 是 一 种 强 还 原 剂 ， 能攻击ND MA的N-NO键 ， 使其发生还原裂解。
该技术的优势在于反应高选择性和高效率 。 水合电子对含硝基 、 亚硝基化合物具有很 高 的 反 应 活 性 ， 对 ND MA 的 降 解 速 率 常 数 高 于 ·OH ， 并 且 在 特 定 条 件 下 量 子 产 率 更 高 ， 且反应不受溶解氧浓度影响。
02 市政自来水厂
紫外线相关技术工艺设计与工程化应用
针对具体自来水厂的ND MA问题 ， 工艺路线选择应遵循以下流程：
⟡ 水质诊断
分 析 进 水 ND MA 浓 度 、 UV 透 光 率 （ UV T254） 、 ND MA 前 体 物 潜 力 ， 以 及 是 否 存 在 其他共存微污染物。
⟡ 目标确定
明确需要达到的ND MA去除率 （如1-2-log去除） 和出水浓度限值。
⟡ 技术比选：
若 UV T > 90% ， 且 ND MA 为 主 要 目 标 污 染 物 ， 优 先 推 荐 MP UV 直 接 光 解 ， 经 济 性 最 佳；
若 UV T < 85% ， 且 需 同 时 去 除 多 种 污 染 物 （如 药 物 、 内 分 泌 干 扰 物 ） ， 推 荐 采 用 UV/ H ₂ O ₂高级氧化工艺；
若 对 运 行 成 本 敏 感 ， 且 水 质 条 件 适 合 ， 可 评 估 UV/ 亚 硫 酸 盐 高 级 还 原 工 艺 的 技 术 经 济 可行性；
对于超高浓度ND MA或极端复杂水质 ， 可考虑光解与氧化/还原的复合工艺。
安 力 斯 拉 萨 项 目
⟡ 核心设计参数
无论采用哪种工艺 ， 紫外剂量都是设计的核心 。 剂量是辐照度与暴露时间的乘积 （ mJ/ cm² ) 。 设 计 时 需 通 过 准 平 行 光 束 实 验 ， 测 定 达 到 目 标 去 除 率 所 需 的 有 效 剂 量 （ RED） ， 包 括 光 解 、 氧 化 和 还 原 过 程 。 同 时 要 考 虑 紫 外 灯 老 化 和 石 英 套 管 结 垢 的 修 正因子 ， 合理配置功率 。 对于低UV T水体 ， 还需配备自动清洗装置。
⟡ 水力学效率因子
通 过 CFD 模 拟 或 跟 踪 实 验 确 定 ， 确 保 反 应 器 内 无 短 路 或 死 区 ， 使 所 有 水 流 单 元 均 匀 接 受UV辐射。
03 案例分析与技术经济性评估
某 大 型 饮 用 水 厂 的 ND MA 控 制 项 目 采 用 氯 胺 消 毒 ， 出 水 中 检 测 到 ND MA （约 20 ng/L ） 超标。
紫 外 线 解 决 方 案 是 在 现 有 工 艺 流 程 后 增 设 MP UV 直 接 光 解 系 统 。 水 厂 设 计 流 量 为 10 , 000 m³/d ， 目标是将ND MA从20 ng/L降至低于5 ng/L （约需1 . 5-log去除） 。 经中试验证 ， 所需RED为650 mJ/ cm ²。
系 统 投 运 后 ， 出 水 ND MA 稳 定 在 2-4 ng/L ， 完 全 达 标 。 吨 水 能 耗 增 加 约 0 . 05-0 . 08 kWh/ m ³ 。 与 活 性 炭 吸 附 、 反 渗 透 等 替 代 方 案 相 比 ， UV 技 术 具 有 占 地 面 积 小 、 无 固 体 废物产生 、 运行管理简便 、 单位处理成本较低等综合优势。
04 结论与展望
紫 外 线 技 术 ， 尤 其 是 基 于 中 压 紫 外 线 的 直 接 光 解 和 高 级 氧 化 / 还 原 工 艺 ， 为 饮 用 水 中
ND MA去除提供了高效 、 可靠且环境友好的技术路径 。 技术应用成功的关键在于：
精准的机理认知
深入理解直接光解 、·OH氧化 、 水合电子还原等不同路径的适用条件；
科 学 的 工 艺 选 择 ： 根 据 具 体 水 质 条 件 和 处 理 目 标 ， 在 直 接 光 解 、 AOPs和 A RPs中 做 出 最优决策；
以剂量为核心的精密设计： 通过实验和模拟 ， 精确确定并可靠实现所需的紫外剂量；
全流程系统集成： 将UV单元作为水处理链条中的智能环节 ， 进行优化设计与控制。
展 望 未 来 ， 多 技 术 联 用 ， 如 UV 后 接 生 物 活 性 炭 、 紫 外 线 与 氯 消 毒 的 多 屏 障 技 术 ， 以 及 基 于 人 工 智 能 的 预 测 性 控 制 等 新 方 法 ， 将 进 一 步 提 升 ND MA 去 除 效 率 ， 降 低 全 生 命 周 期成本 。 紫外线技术也将在保障饮用水安全和应对新兴污染物挑战方面发挥更重要的 作用。
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