UV/H_2O_2/O_3联用降解饮用水中的三氯硝基甲烷

分别采用O3、H2O2、UV及其联用技术降解饮用水中的含氮消毒副产物三氯硝基甲烷(TCNM),考察了不同反应条件下对TCNM的降解效果及其影响因素,并探讨了其降解机理。结果表明,单独O3、H2O2和UV工艺对TCNM的去除效果不理想,而UV/H2O2和UV/H2O2/O3组合工艺能够有效去除TCNM。当TCNM初始浓度为20μg/L、紫外光强为31μW/cm2、H2O2投加量为15 mg/L、臭氧投加量为10 mg/L时,反应150 min后,UV/H2O2、UV/H2O2/O3组合工艺对TCNM的去除率分别为82.26%和97.28%,两种工艺对TCNM的降解均符合一级反应动力学。     

紫外/一氯胺降解水中氯霉素的性能与机理研究

以抗生素中典型的氯霉素(CAP)作为研究对象,探讨了紫外/一氯胺(UV/NH_2Cl)高级氧化技术降解CAP的反应动力学、影响因素和消毒副产物生成情况。结果表明,对比单独UV工艺及UV/NH_2Cl高级氧化技术,NH_2Cl的加入可以明显提高CAP的降解速度,假一级动力学降解速率常数可达0.017 2 min~(-1)。提升NH_2Cl浓度可以促进CAP的降解,然而随着pH值的增加,对CAP的降解率呈现先增加后降低的趋势,在pH值为7时降解率最大。此外,在UV/NH_2Cl体系中,水中的无机阴离子(Cl~-、Br~-、HCO~-_3)及天然有机物(NOM)的存在均会对CAP的降解起到不同程度的抑制作用。在消毒副产物的生成方面,相比单独的NH_2Cl预氧化方式,UV/NH_2Cl预氧化会降低后续氯胺消毒过程中三氯硝基甲烷、二氯乙腈、二氯乙酰胺和三氯乙酰胺的产生。     

UV/H2O2氧化丙氨酸对氯化中二氯乙腈生成的影响

采用水处理过程中常用的紫外/过氧化氢（UV/H₂O₂）高级氧化工艺对水中典型的氨基酸——丙氨酸进行预处理,研究了后氯化过程中代表性含氮消毒副产物二氯乙腈的生成情况。研究发现,UV/H₂O₂工艺中产生的羟基自由基对丙氨酸进行α碳氢抽取和氨基氢抽取,在20 min反应时间内主要生成3种产物：HN=C（CH₃）—COOH、CH₃—CH=NH和CH₃—C≡N,这3种产物相比丙氨酸具有更高的二氯乙腈生成势,因此强化了后氯化过程中二氯乙腈的生成。进一步研究UV/H₂O₂预处理时间、丙氨酸浓度、p H和水基质成分（HCO₃^-、Cl^-、NO₃^-）对二氯乙腈生成势的影响,结果表明,随着UV/H₂O₂预处理时间从0增至30 min,二氯乙腈生成势先升高后降低,...     

不同离子对Dinoseb氯化降解及消毒副产物生成的影响

以水体中常见的污染物地乐酚(Dinoseb)为研究对象,分析了水中4种不同离子(Br^-、NH4⁺、NO3^-、NO2^-)背景浓度下Dinoseb氯化动力学及生成消毒副产物(DBPs)的情况。结果表明,4种离子对Dinoseb氯化反应的影响顺序为:Br^->NH4⁺>NO2^->NO3^-。产生的消毒副产物主要有三氯甲烷(CF)、三氯硝基甲烷(TCNM)、二氯乙腈(DCAN)、三氯丙酮(TCP)、二氯一溴甲烷(DCBM)等,其中TCNM浓度最高,Dinoseb是TCNM的典型前体物。当水中有Br^-存在时,Dinoseb降解反应非常复杂,降解速率不符合拟一级反应规律,还会产生大量溴代THMs,如二氯一溴甲烷(DCBM)、一氯二溴甲烷(DBCM)、三溴甲烷(TBM)等,它们的浓度均随着Br^-/Cl2值的增加而迅速增加,浓度高低顺序为:DCBM>DBCM>TBM>CF。在相同p H值下,Dinoseb的氯化降解速率随着Br^-浓度的增大而增加;在相同Br^-浓度下,pH值越低,Dinoseb的氯化反应速率越快。与Br^-相比,pH值是更重要的氯化速率影响因素。当水体中有NH4⁺存在时,TCNM产率会提高较多;NO3^-对Dinoseb的氯化反应有一定的抑制作用,各DBPs浓度都有降低;NO2^-可以被水中的次氯酸氧化成NO3^-,消耗水中部分次氯酸,DBPs浓度总体都会降低。     

不同净水工艺对含溴水体消毒副产物生成势的影响

以溴离子和有机物浓度不同的5个水厂原水和各工艺段出水为研究对象,考察了不同净水工艺对三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)这两类典型消毒副产物生成势和种类分布的影响。结果表明,仅采用常规处理工艺对THMs和HAAs生成势的控制效果不明显,而增设生物预处理和臭氧氧化预处理工艺能显著提高常规工艺对THMs和HAAs前体物的去除效果,臭氧/生物活性炭(O3/BAC)深度处理工艺能进一步去除THMs和HAAs的前体物。增设预处理和O3/BAC深度处理工艺,并采取砂滤池后置的净水工艺流程对THMs和HAAs生成势的控制效果最好。对于含溴水体,溴离子浓度越高,有机物中亲水性组分所占比例越高,经氯消毒后生成的溴代THMs和HAAs所占比例就越高。随着处理工艺流程的进行,THMs和HAAs的生成势逐渐降低,但是它们的溴结合因子逐渐增大,即毒性更大的溴代组分所占比例逐渐增大。     

不同消毒工艺对韩江滤后水消毒效果的影响

韩江是潮汕地区的饮用水源,其水质好坏直接关系到千家万户的用水安全。以汕头市某自来水厂滤后水为原水,采用次氯酸钠消毒(NaClO)、臭氧消毒(O_3)、紫外消毒(UV)、次氯酸钠和紫外同时消毒(NaClO/UV)、臭氧和紫外同时消毒(O_3/UV)、先臭氧后次氯酸钠消毒(O_3+NaClO) 6种消毒工艺,研究了不同消毒工艺的杀菌效果、UV_(254)去除率和有机消毒副产物生成情况,并比选出最佳消毒工艺。结果表明:6种消毒工艺对水中细菌的灭杀效果均良好; O_3+NaClO组合工艺对UV_(254)的去除率最高,达到48. 4%; 6种消毒工艺出水的消毒副产物总量均符合我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求,O_3+NaClO组合工艺的有机消毒副产物生成风险最低。     

净水工艺对黄浦江水TCNM生成潜能的去除特性

卤代硝基甲烷( HNMs)具有较强的细胞遗传毒性和致突变特性,是水处理领域颇受关注的新兴含氮消毒副产物之一.以HNMs中最为常见的三氯硝基甲烷(TCNM)为研究对象,开展了微污染原水中TCNM前体物组成及常规和深度处理工艺中TCNM氯(胺)化生成潜能的调查和分析.研究发现:原水中TCNM的前体物主要由分子质量＜1 ku的亲水性有机物构成;在原水和水厂净水工艺出水中未检出TCNM,但各单元出水经过氯化和氯胺化均可产生TCNM,且氯胺化的TCNM生成浓度均高于氯化的;常规净水工艺对TCNM氯化和氯胺化生成潜能的去除率分别为12.3％和17.9％;深度处理工艺中的臭氧氧化可大幅提高TCNM的前体物含量,后续生物活性炭则可有效降低TCNM生成潜能,整个工艺对TCNM的削减率可达到33.3％(氯化)和23.2％(氯胺化).     

臭氧催化氧化与BAC联用控制氯化消毒副产物

研究了臭氧催化氧化与生物活性炭联用技术对氯化消毒副产物（DBPs）的控制效能。结果表明：常规工艺出水中分子质量为2000u左右的疏水性有机物是氯化消毒副产物的主要前质，其占DOC与UV254的比例分别为70％和80％，并与UV254有良好的线性相关性，故可用UV254作为DBPs前质的替代指标。臭氧催化氧化与生物活性炭联用对DBPs前质的去除效果显著，其中臭氧催化氧化可有效去除三卤甲烷（THMs）前质中的疏水性有机物及部分亲水性有机物，并提高了DBPs前质的可生化性，是给水深度处理中控制THMs前质的主要工艺环节。臭氧催化氧化／生物活性炭对UV254的控制是减少DBPs生成的一条有效途径。     

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)。     

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。     

典型含氮有机物的氯消毒副产物生成潜能研究

污水再生利用是解决我国城市水资源短缺的有效途径，消毒是保证再生水水质安全的必要措施。氯消毒可以有效杀灭病原微生物，但同时也会生成各种具有毒性和“三致”效应的消毒副产物。由于含氮有机物是污水氯消毒副产物的一类重要前体物，故选取20种基本氨基酸为研究对象，考察了它们经氯消毒后生成三氯甲烷、卤乙酸、卤乙腈、三氯硝基甲烷、1，1-二氯-2-丙酮和1，1，1-三氯-2-丙酮的潜能。结果表明，各种氨基酸的消毒副产物生成潜能与它们的R基结构密切相关，其中R基上带有活性苯环的色氨酸和酪氨酸均表现出了较高的三氯甲烷、卤乙酸和卤乙腈生成潜能。     

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。     

污水过氧乙酸/紫外消毒中试研究

首次采用过氧乙酸/紫外(PAA/UV)组合工艺对我国城镇污水处理厂出水进行消毒中试研究，考察了不同PAA和UV投加剂量组合的消毒效率，及其对出水水质、消毒副产物生成的影响。结果表明，与单独PAA及UV消毒相比，PAA/UV组合工艺对总大肠菌群的消毒效率更高。当PAA投加量为4 mg/L、接触时间为5 min,UV剂量为20 J/cm²、接触时间为30 s时，PAA/UV工艺对总大肠菌群的对数灭活率可达到4.58-lg，而单一PAA和UV消毒时分别仅为1.53-lg和2.15-lg；在上述工况下，PAA/UV联合消毒对出水NH₃-N、COD和TOC浓度的影响较小，且大肠埃希氏菌未检出，满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920—2020)要求。此外，与传统NaClO消毒工艺相比，PAA/UV工艺不会产生三卤甲烷(THMs)及卤乙酸(HAAs)等消毒副产物。     

紫外活化过硫酸盐技术用于污水厂二级出水深度处理

城镇污水处理厂二级出水可作为再生水水源,其中所含有机物一直是备受关注的重要指标。利用紫外活化过硫酸盐技术(UV/PS)处理二级出水中的溶解性有机物,对比了单独UV、单独PS、UV/PS以及UV/Ti O2等4种反应体系的降解效果,并考察了PS投加量对UV/PS工艺处理效果的影响,同时分析了UV/PS工艺处理前后二级出水中有机物荧光特性和相对分子质量的变化,最后采用电子顺磁共振波谱(EPR)技术对反应过程中产生的活性氧化物质进行了分析。研究结果表明:PS浓度为5 mmol/L时,UV/PS工艺对二级出水的处理效果最好,其色度、UV254、UV280及DOC去除率分别高达100%、89%、91%和96%;反应过程中二级出水中的荧光物质和大分子有机物均被有效降解;硫酸根自由基和羟基自由基的共同作用具有良好的氧化有机物的效果。     

紫外/PS、紫外/H_2O_2降解2-MIB和土臭素对比

紫外/过氧化氢(UV/H_2O_2)和紫外/过硫酸盐(UV/PS)均可有效降解纯水体系中的2-甲基异莰醇(2-MIB)和土臭素(GSM),且UV/PS的降解效果更优。重碳酸根和天然有机物均可以显著抑制UV/H_2O_2和UV/PS降解2-MIB和GSM的效能,但对UV/PS体系的抑制作用显著强于其对UV/H_2O_2体系的抑制作用,结果导致UV/H_2O_2在重碳酸根或者天然有机物存在时降解2-MIB和GSM的效果优于UV/PS体系。由于实际水体中通常含有较高浓度的重碳酸根和天然有机物,因此UV/H_2O_2降解松花江水体中2-MIB和GSM的效果优于UV/PS体系。通过此研究可知UV/H_2O_2相对于UV/PS更适于实际水体中2-MIB和GSM的去除。     

沉淀、气浮对THMs和THMFP的去除效果研究

分别采用混凝/气浮、混凝/沉淀工艺处理天津某水厂预氯化水,考察了两种工艺对预氯化水中三卤甲烷(THMs)及三卤甲烷生成势(THMFP)的去除效果.结果表明,混凝/气浮工艺对THMs、THMFP的去除率分别为37%、55%,较混凝/沉淀(19%、34%)工艺分别提高了18%、21%;经气浮处理后,自来水的UV254/TOC值明显降低,即大大降低了THMFP在有机物中所占的比例,从而能够有效降低后续氯消毒工艺中THMs的生成量;混凝/气浮工艺对藻类的去除效果较混凝/沉淀工艺的好,其在较高ζ电位时就能取得较好的除藻效果.     

O3/BAC对氯化消毒副产物的控制作用

采用臭氧化—生物活性炭(O3／BAC)深度处理工艺去除水中消毒副产物前质的试验结果表明，该工艺能够有效去除水中消毒副产物前质，可控制氯化消毒副产物的生成，其中主臭氧化对三卤甲烷前质和卤乙酸前质均具有很好的去除效果，生物活性炭对卤乙酸前质表现出较好的去除效果，但对三卤甲烷前质的去除效果有限；藻类、有机物等在滤层的累积使得砂滤池在同一工作周期中的不同阶段对水中三卤甲烷前质的去除效果有所不同，因而需要合理设置砂滤池的反冲洗周期。臭氧化—生物活性炭工艺充分发挥了臭氧化和生物活性炭两种技术的优点，并相互促进和补充，能够充分保障饮用水的安全性。     

半程混凝/氧化/陶瓷膜工艺中膜污染的原位控制

采用KMnO4、NaClO、O3和ClO2等四种氧化剂氧化与半程混凝/陶瓷膜超滤集成工艺处理微污染东江原水,研究氧化剂对去除有机物及原位控制膜污染的影响。结果表明,在四种氧化剂中臭氧对有机物的去除作用最为明显,投加量为3 mg/L时集成工艺对COD Mn和UV254的去除率分别达到60%、68%,与未投加时相比提高幅度较大,且臭氧投加量>1 mg/L后工艺出水中分子质量为1~5 ku的有机物含量明显降低,而200~500 u的有机物含量增加。其他三种氧化剂对有机物的去除作用弱于臭氧,在试验的投加量范围内,对UV254和COD Mn的去除率升幅分别小于8%和10%,且氧化剂对有机物的分子质量分布基本没有影响。但是,四种氧化剂均能使膜污染得到一定程度的减轻,氧化剂对UV254、COD Mn和分子质量分布三个层次的影响均能降低膜污染,并不需要改变有机物的分子质量分布,改变有机物的空间形态就可以减轻膜污染。氧化剂还能降低工艺出水的消毒副产物生成势,对THMFP和HAAFP的去除率相比未投加氧化剂时分别提高了10%和20%左右。     

过氧化氢高级氧化工艺在饮用水深度处理中的应用

叙述了过氧化氢高级氧化技术在饮用水处理中的应用，并与氯化和臭氧化技术作了比较。指出了氯化和臭氧化由于其副产物，所以具有一定的应用局限性。并且从氧化机理和反应动力学参数方面重点介绍了过氧化氢高级氧化技术的三种反应体系，即UV／H2O2、H2O2／O3、UV／H2O2／O3。     

磁性离子交换树脂与超滤膜联用处理淮河原水

采用磁性离子交换树脂(MIEX)/混凝沉淀/超滤膜(UF)工艺处理淮河原水,考察了对有机物的去除特性以及MIEX预处理控制膜污染的效果.结果表明:UF出水浊度稳定在0.1NTU以下,粒径>2 μm的颗粒数平均为11个/mL,粒径>10μm的颗粒物被完全去除;组合工艺对CODMn和UV254的去除率分别为75.3%和90%,且能有效去除不同分子质量区间的有机物;系统对疏水性有机物(HOM)、弱疏水性有机物(WHOM)、荷电亲水有机物(HIC)的去除效果均较好,去除率分别为94.6%、82.7%和81.3%;组合工艺对三卤甲烷生成势(THMFP)和卤乙酸生成势(HAAFP)的去除率分别为90.7%和87.6%;MIEX预处理可有效减缓膜污染,运行期间超滤膜的跨膜压差上升缓慢,经水力反冲洗后跨膜压差就基本得到恢复.