强碱阴离子交换树脂组合优化在去除溴代三卤甲烷前体物中的突破性应用研究

为解决沿海地区饮用水溴代三卤甲烷（THMs）超标问题，研究人员通过筛选强碱阴离子交换树脂（SBA）组合，开发了MIEX? Mini MICo?系统。研究发现50:50混合MIEX? DOC与Purolite? A520E树脂对溴化物（Br? ）和溶解性有机碳（DOC）去除效果最佳，使THMs浓度长期低于法定限值，为海水入侵地区饮用水安全提供创新解决方案。

　　

在沿海地区，海水入侵导致地下水中溴化物（Br^?
）浓度升高，与消毒剂反应生成致癌性溴代三卤甲烷（THMs），威胁饮用水安全。北爱尔兰拉斯林岛1999-2019年间饮用水总三卤甲烷（TTHM）浓度长期超标，最高超100 μg/L。传统水处理工艺难以应对这一挑战，亟需开发高效去除THM前体物的新技术。

北爱尔兰水务公司（NI Water）的研究团队R. McDade、T. Cousins和D.H. Phillips在《Journal of Water Process Engineering》发表研究，系统评估了5种强碱阴离子交换树脂（SBA）对THM前体物的去除效果。通过批次试验比较Purolite? A520E、Lewatit? S 5128等树脂性能，发现50:50混合MIEX? DOC与A520E树脂表现最优，溴化物去除率达90%以上。基于此研发的MIEX? Mini MICo?系统成为欧洲首个采用混合树脂的流体化床装置，2019年投产后THMs浓度持续低于80 μg/L限值。

研究采用的关键技术包括：1）批次试验评估树脂对Br^?
和DOC的吸附动力学；2）THM生成潜能（THMFP）测试；3）WHO指标值分析；4）长期水质监测（2019-2024年）。水源来自受海水入侵的拉斯林岛地下水，溴化物浓度达370 μg/L。

研究结果

1. 树脂筛选：所有测试树脂均能有效去除THM前体物，50:50混合MIEX? DOC+A520E表现最佳，其次是A520E和S 5128。该混合树脂对溴化物的选择性优于传统MIEX? DOC树脂。
2. 系统优化：2020年将混合比例调整为40:60（MIEX? DOC:A520E），在保证处理效果的同时实现零废盐水排放。
3. 长期效能：新系统使TTHM浓度从>100 μg/L降至<30 μg/L，且对溴仿（Br₃
   CH）等特定组分控制效果显著。

结论与意义
该研究首次证实混合树脂策略在流体化床系统中的可行性，为解决海水入侵地区饮用水THM污染提供了技术范式。创新的40:60树脂比例在可持续性方面取得突破，实现环境效益与处理效能的平衡。研究成果为欧盟修订饮用水THM标准（现行100 μg/L限值）提供了实证依据，对全球沿海地区具有示范价值。