氯胺消毒过程中碘代三卤甲烷生成的影响因素

碘代消毒副产物的"三致"特性远高于氯代和溴代消毒副产物,是近年来饮用水领域颇受关注的一类新兴消毒副产物。以微污染原水为研究对象,系统研究了其在氯胺消毒条件下碘代三卤甲烷类消毒副产物生成的影响因素。研究发现,在原水中存在一定浓度碘离子的条件下,采用氯胺消毒可产生较高浓度的碘代三卤甲烷类消毒副产物,其中以三碘甲烷为主;碘代三卤甲烷的生成总量随着反应时间的增加而增加;碘代三卤甲烷的生成量和组成受氯胺投加量的影响较大,在氯胺投加量较低的情况下主要生成三碘甲烷和一溴二碘甲烷,在氯胺投加量较高的情况下生成一氯二碘甲烷、二氯一碘甲烷、一溴二碘甲烷和三碘甲烷四种碘代三卤甲烷;碘代三卤甲烷的生成总量以及三碘甲烷在总碘代三卤甲烷中的比例随着碘离子浓度的增加而提高;总体上,氯胺化过程中碘代三卤甲烷的生成总量随着pH值的升高而增加。     

次氯酸钠与液氯消毒效果及消毒副产物对比分析

目的研究水厂消毒方式由液氯转变为次氯酸钠后对出厂水消毒效果与消毒副产物的影响。方法采集6家水厂转变消毒方式前后出厂水水样共22份,检测消毒效果与13种消毒副产物的指标水平。结果两种消毒方式出厂水消毒效果与13项消毒副产物指标均合格;次氯酸钠消毒出厂水中游离余氯、一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三溴甲烷、三卤甲烷、三氯乙醛的浓度均高于液氯消毒,差异具有统计学意义(P<0.05);出厂水游离余氯浓度≥1 mg/L时,消毒副产物中的一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三溴甲烷、三卤甲烷、三氯乙醛浓度均比游离余氯浓度水平<1 mg/L时升高,差异均具有统计学意义(P<0.05)。连续1个月测定有效氯含量均为10%的次氯酸钠消毒剂,32℃保存条件下有效氯含量为原含量的67.40%,4℃保存条件下有效氯含量为原含量的89.51%。结论两种消毒方式均具有较好的消毒效果,部分消毒副产物指标差异受到消毒剂种类、有效氯含量的影响。     

臭氧化阶段溴类物质生成及其对溴代副产物的影响

通过小试考察了含溴水在臭氧氧化阶段溴类物质的生成规律及Br-的分配情况,以及Br-初始浓度、臭氧投加量、pH值和氨氮含量对溴酸盐和其他溴类物质生成的影响,并针对溴代三卤甲烷生成势(THMFP-Br)、溴代卤乙酸生成势(HAAFP-Br),进一步分析了Br-分配对溴代消毒副产物生成的影响。结果表明,初始溴离子浓度较臭氧投加量对各类溴代副产物的生成量影响大。降低pH值可获得较好的控制BrO-3和降低消毒副产物生成势及其溴代程度的效果,但同时也造成臭氧氧化阶段有机溴化物生成量的增加。氨氮可使THMFP、HAAFP有一定程度的降低。     

磺胺甲口恶唑氯化消毒副产物生成势及影响因素研究

研究了东太湖水源水中典型抗生素磺胺甲口恶唑(SMX)氯化消毒副产物(DBPs)生成势及影响因素。结果表明:SMX经氯化反应后可生成三卤甲烷、卤乙腈、卤乙酸、卤乙醛、卤代丙酮等多种DBPs,且加氯量、反应时间、反应温度、pH值等因素均会影响其DBPs生成势。当溶液中存在溴离子时,SMX氯化生成的三卤甲烷、卤乙酸的组分及生成量有较大变化,且随着溴离子浓度的增大,一些氯代消毒副产物(Cl-DBPs)会转化为具有更高毒性的溴代消毒副产物(Br-DBPs)。     

氯化消毒条件及污水水质对生成THMs、HAAs的影响

系统地研究了消毒务件和水质在城市污水氯化消毒过程中对生成三卤甲烷和卤乙酸的影响。结果表明，投氯量对三卤甲烷和卤乙酸生成量的影响最大，投氯量为40mg／L时的生成量分别约是投氯量为5mg／L时的30倍和70倍。三卤甲烷浓度随反应时间和温度无明显变化，而卤乙酸浓度在反应2h后达到峰值并在之后逐渐降低，且随温度的升高呈下降趋势。pH对两类副产物生成的影响几乎相反，近中性条件下的三卤甲烷生成量最多而卤乙酸生成量最少。水中氨氮浓度的增加会导致三卤甲烷生成量略有下降，而卤乙酸浓度却大幅上升。溴离子浓度升高将导致三卤甲烷和卤乙酸生成量显著增加，其中三氯甲烷浓度下降，三溴甲烷浓度显著上升，混合取代的三卤甲烷浓度先增加后减少。与此类似，二氯乙酸和三氯乙酸浓度随溴离子浓度的增加而减少，含溴卤乙酸浓度则有不同程度的增加。反应温度、反应时间、pH和氨氮对污水消毒副产物生成的影响与已报道的饮用水消毒中的作用规律存在显著差异，甚至截然相反，这为有针对性地选取消毒工艺参数提供了依据。     

预氯胺化控制消毒副产物技术研究

把氯胺作为一种预氧化剂,研究了预氯胺化工艺中消毒副产物的生成及变化规律.经研究发现,原水中含有一定浓度的氨氮可以有效地降低总三卤甲烷(TTHMs)的生成.TTHMs随着氯胺量的增加而略有增加;预氯胺化反应48 h后TTHMs不再明显增加;随着pH值的升高,TTHMs(主要是溴代三卤甲烷)明显减少;随着氯氮比的增加,溴代三卤甲烷生成量明显升高,经分析认为可能是pH值和氯氮比对溴离子(Br-)与氯胺的卤代反应影响较为复杂造成的.     

氯化与氯胺消毒生成消毒副产物的对比研究

通过小试试验,对比研究利用氯化和氯胺消毒对生成消毒副产物的影响。结果表明,随着次氯酸钠投加量的增加,氯胺消毒和氯化消毒产生的三卤甲烷均呈现逐渐增长的趋势,氯胺消毒产生的三卤甲烷明显比氯化消毒低,可降低76.58%;受限于前体物,氯化消毒产生的三氯乙醛随次氯酸钠投加量增加没有明显的变化趋势,氯胺消毒则呈现逐渐增长的趋势,氯胺消毒产生的三氯乙醛明显低于氯化消毒,可降低83.41%。     

地表水净化工艺原水与滤后水消毒副产物的研究

通过原水与滤后水的静态试验来研究液氯消毒副产物三卤甲烷(THMs)形成的影响因素。研究结果表明:除了氨氮浓度对THMs的形成具有抑制作用外,有机物浓度、投氯量、溴化物浓度、氯化反应时间、温度、p H值都会促进THMs的形成;UV254更适于作为THMs前体有机物的替代参数;Cl2/TOC值1时,THMs生成量很少;Cl2/TOC值=1~4时,氯的衰减量与THMs呈线性关系;当Cl2/TOC值4时,THMs增加不很明显;随着溴离子浓度的增加,THMs中氯仿的生成量逐渐减少,另外3种溴代卤化烃的生成量增加,尤其是溴仿的生成量大幅度提高。试验结果可以有效地指导净化工艺,有针对性地提出相应措施以控制、减少三卤甲烷的产生,确保安全供水。     

强化混凝对微污染水源水消毒副产物的去除研究

通过对微污染水源水的强化混凝试验,研究不同的聚合氯化铝投加量对消毒副产物三卤甲烷生成势、UV254及TOC的影响。结果表明,增加聚铝投加量时三卤甲烷生成势呈现下降的趋势,当聚铝投加量为2.7mg/L时,三卤甲烷生成势的去除由原水的238.9μg/L降至114.5μg/L,去除率高达52.07%,四次试验的平均去除率达40%;投加不同聚铝量后UV254呈现下降的趋势,当聚铝投加量为2.7mg/L时,UV254由原水的0.070降至0.042,去除率达40%,且四次试验的平均去除率达到32.32%;投加不同聚铝量后TOC呈现下降的趋势,当聚铝投加量为2.7mg/L时,TOC的去除由原水的3.231mg/L降至1.226mg/L,去除率高达62.06%,四次试验的平均去除率达到48.48%。     

溴化物对三种消毒饮用水产生副产物的影响

本文以中山市受咸潮影响、高溴化物含量的微污染水为研究对象,考察了三种不同消毒剂(氯、二氧化氯、臭氧)对水消毒后产生的消毒副产物的影响。研究结果表明,咸潮期原水中溴化物含量的增高,导致氯消毒副产物显著增加,甚至三卤甲烷超标,主要增加了溴代有机物的含量。复合二氧化氯消毒水时,氯消毒副产物下降,而二氧化氯消毒副产物不随原水中溴化物含量而变化。臭氧消毒的副产物中溴酸盐受溴化物正影响,甲醛变化不大。本文建议,对于咸潮水源的水厂,应科学选择和使用消毒剂,保证饮用水安全。     

次氯酸钠替代液氯消毒的生产性试验研究

对使用同一水源的两种相同净水工艺分别采用液氯和次氯酸钠消毒,对比了不同消毒方式下的运行效果以及对出厂水水质和净水工艺指标的影响。对耗氧量、硝酸盐氮、三卤甲烷等出厂水指标的比较结果表明:采用次氯酸钠消毒对水中还原性物质的氧化作用略低,同时能够减少水中消毒副产物的产生;不同浓度次氯酸钠的衰减变化趋势表明,选用有效氯5%的次氯酸钠溶液可有效减少衰减速率。采用次氯酸钠替代液氯消毒,投入成本低,操作维护简单,能有效降低水厂生产安全隐患,同时保证出厂水指标符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求。     

现场制备次氯酸钠对饮用水消毒效果的试验研究

针对次氯酸钠发生器、二氧化氯发生器及成品次氯酸钠消毒后的消毒效果和消毒副产物的生成情况进行研究,并对成品次氯酸钠溶液进行了特性试验,分析了三种消毒方式的安全管理和运行成本.结果表明:三种消毒方式消毒杀菌效果没有显著差异,但二氧化氯与次氯酸钠消毒产生的消毒副产物种类不同,次氯酸钠消毒副产物多为三卤甲烷类和卤乙酸等,二氧化氯消毒主要产生氯酸盐和亚氯酸盐.次氯酸钠发生器制备的次氯酸钠溶液与成品次氯酸钠溶液在消毒副产物水平上没有显著差异.成品次氯酸钠溶液中的溴酸盐含量明显高于次氯酸钠发生器制备溶液,且随着储存时间的增加,成品次氯酸钠溶液存在有效氯衰减和氯酸盐含量增加的现象.     

不同形态铁对饮用水消毒副产物的影响

铁是自然界中较为活泼的化学元素,在水处理流程的多个工艺中可与消毒剂、消毒副产物前体物以及消毒副产物发生作用。天然水中存在的铁离子会影响水处理流程中的消毒副产物生成量和种类,特别是使三卤甲烷尤其是三氯甲烷的生成量增加。铁盐作为水处理药剂,会对后续消毒过程中消毒副产物的生成造成一定影响,提高出水的致突变性。铁质管道中存在着较为复杂的成分,也能够与消毒副产物发生相互作用,三卤甲烷和卤乙酸等简单消毒副产物的量在管道中会增加,这是管道水中余氯和管壁上残存天然有机物和生物膜反应的结果;三氯乙腈、1,1,1-三氯丙酮、水合三氯乙醛等复杂消毒副产物会减少,这是由于铁和氧化铁会促进这些有机物的水解,同时这些消毒副产物的水解也会进一步增加三氯甲烷的含量。零价铁具有较强的还原能力,可以降解卤乙酸、卤代硝基甲烷等消毒副产物。     

改进现有的投氯消毒工艺

1　加强原水的调质手段在 ｐＨ 3～ 11范围内 ,三卤甲烷生成量与 ｐＨ成正比 ,卤乙酸生成量与 ｐＨ成反比。一般认为最适宜的ｐＨ范围为 6 .5～ 7.5 ,在此范围 ,既有利于提高消毒效果 ,又能减少由于氯消毒产生的消毒副产物。2　投氯点的变更原水中三卤甲烷前体物含量高时不能采用一级泵前、沉淀池或过滤前加氯 ,而应采用生物预处理 ,以免恶化水质 ,增加三卤甲烷和卤乙酸等消毒副产物。若需要灭藻或清洁滤池 ,可在进水处采用间歇大剂量投氯 ,以替代经常性预氯化 ,同时后氯化时间在 30ｍｉｎ以上 ,以提高消毒效果。3　控制投氯量加氯过多 ,能…     

原水水质在管道输送中的变化规律

对比研究了预加氯和未预加氯两种条件下原水水质在输送管道中的变化规律.结果表明,原水预氯化可以抑制藻类在管道中的生长繁殖,并提高原水的溶解氧浓度.原水预氯化会生成多种有害副产物,增加水的致突变活性,形成大量对人体有害的卤代有机物,因此氯的投量不宜过大.     

臭氧/氯消毒中藻类有机物生成消毒副产物的特征

饮用水源地藻华会释放大量藻类有机物(AOM),AOM与氯消毒剂反应生成的消毒副产物(DBPs)会给饮用水用户带来不容忽视的健康风险。为此,探究了臭氧/氯消毒对AOM结构和DBPs生成的影响。结果表明,臭氧氧化能有效去除AOM中芳香蛋白和酚类、叶绿素a、藻蓝蛋白结构物质,但是对腐殖酸类结构的去除效果相对较差。DBPs生成总量随臭氧投加浓度的升高而增加,其中主要是三氯甲烷(TCM);卤代乙腈和卤代酮的生成总量随臭氧投加浓度的变化趋势不明显。延长臭氧接触时间会明显增加1 h氯化中TCM的生成量,氯化24 h时DBPs生成总量与臭氧接触时间无关。在臭氧/氯消毒过程中,AOM的DBPs生成潜能低于天然有机物(NOM)。AOM有利于一溴一氯乙腈的生成,而NOM会生成更多的二氯乙腈。     

次氯酸钠消毒系统在水厂的应用研究

为避免液氯消毒中潜在的安全隐患,江东水厂将其消毒工艺改造成次氯酸钠消毒,并对消毒效果进行了研究。结果发现,江东水厂采用次氯酸钠消毒后,出厂水余氯的稳定性更好,消毒副产物含量更低,并有一定的助凝效果。次氯酸钠投加系统构成简单、操作方便,但成本略高于液氯。     

不同饮用水处理工艺中消毒副产物的生成潜能

对取自饮用水处理过程中的水样分别进行氯消毒和氯胺消毒,分析不同饮用水处理工艺对7类18种消毒副产物(DBPs)生成潜能的影响,测定的DBPs包括含碳DBPs[三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)、卤代酮(HKs)、三氯乙醛(CH)]和含氮DBPs[卤乙腈(HANs)、三氯硝基甲烷(TCNM)、总亚硝胺(TONO)]。结果表明,混凝、沉淀和过滤工艺均能有效降低卤代DBPs的生成潜能,活性炭吸附反而会增大TONO的生成潜能。混凝和砂滤工艺对去除含碳DBPs前体物更有效,氧化处理工艺则更有利于含氮DBPs前体物的去除。细胞毒性主要来源于HANs和HAAs,且其变化趋势大致与HANs和HAAs生成潜能一致。水中Br~-浓度的增加会显著增大溴代DBPs的生成潜能,并使细胞毒性大幅升高。     

二氧化氯预氧化控制卤代消毒副产物研究

针对Z市某水厂卤代消毒副产物季节性超标风险,开展以二氧化氯替代液氯进行预氧化处理的中试研究。结果表明,在二氧化氯最佳投加量(0.6~0.9 mg/L)条件下,该方法可有效控制夏季高温时三卤甲烷超标风险,保证其副产物满足标准限值要求。同时,加入二氧化氯可强化对有机物、藻类等去除效果。本文研究结果可为二氧化氯预氧化的应用提供技术参考。     

次氯酸钠代替液氯消毒对自来水厂供水水质的影响

对使用同一水源的两条相同制水工艺分别采用次氯酸钠和液氯消毒,对比研究了两种消毒剂的消毒效果及消毒副产物的生成特性。结果表明,两种消毒剂对菌落总数和异养菌的去除效果都较好,出厂水的菌落总数和异养菌数都未超过100 CFU/mL,微生物安全性可以得到保障。两种消毒剂对三氯甲烷和四氯化碳含量的控制水平均可达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)的要求。液氯消毒出水中的三氯甲烷和卤乙酸含量比次氯酸钠消毒出水中的略高,四氯化碳含量基本相同。采用次氯酸钠替代液氯消毒可有效降低水厂生产安全风险,同时在保证消毒效果的前提下有利于降低水中消毒副产物的生成水平。