去除NDMA的工藝創新 及工程實踐（二）
本 文 延 續 上 篇 對 ND MA 處 理 技 術 的 論 述 脈 絡 ， 在 闡 述 了 紫 外 線 光 解 與 高 級 氧 化 工 藝 之 后 ， 將重點剖析紫外高級還原法的反應機理與實際效能 ， 并結合某自來水廠的案例 ， 詳 述其具體應用。
01 紫外高級還原工藝（ UV-ARPs）
解決ND MA問題的新興技術
利用UV激發還原性物質產生強還原性自由基 ， 通過還原路徑降解ND MA ， 是一種極具 潛 力 的 新 興 技 術 。 其 原 理 是 利 用 UV 與 亞 硫 酸 鹽 等 還 原 性 物 質 發 生 光 化 學 反 應 ， 例 如 UV 光 解 亞 硫 酸 根 離 子 （ SO 3 2- ） 可 生 成 水 合 電 子 （ eaq- ） 。 水 合 電 子 是 一 種 強 還 原 劑 ， 能攻擊ND MA的N-NO鍵 ， 使其發生還原裂解。
該技術的優勢在于反應高選擇性和高效率 。 水合電子對含硝基 、 亞硝基化合物具有很 高 的 反 應 活 性 ， 對 ND MA 的 降 解 速 率 常 數 高 于 ·OH ， 并 且 在 特 定 條 件 下 量 子 產 率 更 高 ， 且反應不受溶解氧濃度影響。
02 市政自來水廠
紫外線相關技術工藝設計與工程化應用
針對具體自來水廠的ND MA問題 ， 工藝路線選擇應遵循以下流程：
? 水質診斷
分 析 進 水 ND MA 濃 度 、 UV 透 光 率 （ UV T254） 、 ND MA 前 體 物 潛 力 ， 以 及 是 否 存 在 其他共存微污染物。
? 目標確定
明確需要達到的ND MA去除率 （如1-2-log去除） 和出水濃度限值。
? 技術比選：
若 UV T > 90% ， 且 ND MA 為 主 要 目 標 污 染 物 ， 優 先 推 薦 MP UV 直 接 光 解 ， 經 濟 性 最 佳；
若 UV T < 85% ， 且 需 同 時 去 除 多 種 污 染 物 （如 藥 物 、 內 分 泌 干 擾 物 ） ， 推 薦 采 用 UV/ H ? O ?高級氧化工藝；
若 對 運 行 成 本 敏 感 ， 且 水 質 條 件 適 合 ， 可 評 估 UV/ 亞 硫 酸 鹽 高 級 還 原 工 藝 的 技 術 經 濟 可行性；
對于超高濃度ND MA或極端復雜水質 ， 可考慮光解與氧化/還原的復合工藝。
安 力 斯 拉 薩 項 目
? 核心設計參數
無論采用哪種工藝 ， 紫外劑量都是設計的核心 。 劑量是輻照度與暴露時間的乘積 （ mJ/ cm2 ) 。 設 計 時 需 通 過 準 平 行 光 束 實 驗 ， 測 定 達 到 目 標 去 除 率 所 需 的 有 效 劑 量 （ RED） ， 包 括 光 解 、 氧 化 和 還 原 過 程 。 同 時 要 考 慮 紫 外 燈 老 化 和 石 英 套 管 結 垢 的 修 正因子 ， 合理配置功率 。 對于低UV T水體 ， 還需配備自動清洗裝置。
? 水力學效率因子
通 過 CFD 模 擬 或 跟 蹤 實 驗 確 定 ， 確 保 反 應 器 內 無 短 路 或 死 區 ， 使 所 有 水 流 單 元 均 勻 接 受UV輻射。
03 案例分析與技術經濟性評估
某 大 型 飲 用 水 廠 的 ND MA 控 制 項 目 采 用 氯 胺 消 毒 ， 出 水 中 檢 測 到 ND MA （約 20 ng/L ） 超標。
紫 外 線 解 決 方 案 是 在 現 有 工 藝 流 程 后 增 設 MP UV 直 接 光 解 系 統 。 水 廠 設 計 流 量 為 10 , 000 m3/d ， 目標是將ND MA從20 ng/L降至低于5 ng/L （約需1 . 5-log去除） 。 經中試驗證 ， 所需RED為650 mJ/ cm 2。
系 統 投 運 后 ， 出 水 ND MA 穩 定 在 2-4 ng/L ， 完 全 達 標 。 噸 水 能 耗 增 加 約 0 . 05-0 . 08 kWh/ m 3 。 與 活 性 炭 吸 附 、 反 滲 透 等 替 代 方 案 相 比 ， UV 技 術 具 有 占 地 面 積 小 、 無 固 體 廢物產生 、 運行管理簡便 、 單位處理成本較低等綜合優勢。
04 結論與展望
紫 外 線 技 術 ， 尤 其 是 基 于 中 壓 紫 外 線 的 直 接 光 解 和 高 級 氧 化 / 還 原 工 藝 ， 為 飲 用 水 中
ND MA去除提供了高效 、 可靠且環境友好的技術路徑 。 技術應用成功的關鍵在于：
精準的機理認知
深入理解直接光解 、·OH氧化 、 水合電子還原等不同路徑的適用條件；
科 學 的 工 藝 選 擇 ： 根 據 具 體 水 質 條 件 和 處 理 目 標 ， 在 直 接 光 解 、 AOPs和 A RPs中 做 出 最優決策；
以劑量為核心的精密設計： 通過實驗和模擬 ， 精確確定并可靠實現所需的紫外劑量；
全流程系統集成： 將UV單元作為水處理鏈條中的智能環節 ， 進行優化設計與控制。
展 望 未 來 ， 多 技 術 聯 用 ， 如 UV 后 接 生 物 活 性 炭 、 紫 外 線 與 氯 消 毒 的 多 屏 障 技 術 ， 以 及 基 于 人 工 智 能 的 預 測 性 控 制 等 新 方 法 ， 將 進 一 步 提 升 ND MA 去 除 效 率 ， 降 低 全 生 命 周 期成本 。 紫外線技術也將在保障飲用水安全和應對新興污染物挑戰方面發揮更重要的 作用。
WSH紫外明渠
WTV紫外垂直模塊
ZL大型管道式紫外
CLEAR中壓紫外
MOL板式臭氧發生器
UV-AOP高級氧化
D.FITE濾布濾池
