更新时间：2025-11-06 
阅读：11去除NDMA的工艺创新
及工程实践（二）
本文延续上篇对NDMA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。
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NDMA，是一种具有潜力的新兴技术。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（SO₃²⁻）可生成水合电子（eₐq⁻）。水合电子是一种强还原剂，能攻击NDMA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NDMA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。
针对具体自来水厂的NDMA问题，工艺路线选择应遵循以下流程：
⟡ 水质诊断
分析进水NDMA浓度、UV透光率（UVT254）、NDMA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NDMA去除率（如1-2-log去除）和出水浓度限值。
⟡ 技术比选：
若UVT > 90%，且NDMA为主要目标污染物，优先推荐MPUV直接光解，经济性最佳；
若UVT < 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/H₂O₂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NDMA或复杂水质，可考虑光解与氧化/还原的复合工艺。
⟡ 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UVT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。
某大型饮用水厂的NDMA控制项目采用氯胺消毒，出水中检测到NDMA（约20 ng/L）超标。
紫外线解决方案是在现有工艺流程后增设MPUV直接光解系统。水厂设计流量为10,000 m³/d，目标是将NDMA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/cm²。
系统投运后，出水NDMA稳定在2-4 ng/L，可达标。吨水能耗增加约0.05-0.08 kWh/m³。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。
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NDMA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ARPs中做出最佳决策；
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NDMA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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