建筑生活热水二次消毒的微生物灭活效能及化学安全性研究

针对建筑生活热水系统水力停留时间长、余氯含量低、微生物超标等问题,采用二次加氯方式进行二次消毒,研究二次加氯的消毒效能、余氯衰减及消毒副产物生成特性等。结果表明,二次加氯消毒可有效保障生活热水的生物安全性,投加0.2～0.5 mg/L次氯酸钠均可完全灭活细菌总数和总大肠菌群,投加0.3～0.5 mg/L次氯酸钠在24～48 h内持续消毒效果良好。生活热水的余氯衰减速率和三氯甲烷生成量明显高于二次供水,存在消毒副产物超标的风险;随着水温和有机物含量的升高,余氯衰减速率、三氯甲烷生成速率和生成量均明显提高。综合考虑生活热水的生物和化学安全性、水力停留时间和持续消毒作用等方面的要求,0.3 mg/L次氯酸钠为二次加氯消毒的最适宜投加量。研究结果为生活热水系统二次加氯消毒技术的应用和水质安全保障提供了技术支持。     

GAC强化砂滤对再生水紫外线消毒的影响研究

考察了GAC强化砂滤池预处理对再生水消毒的强化效果及污水处理厂二级出水消毒紫外线剂量与灭活率的关系.结果表明,GAC强化砂滤池对浊度和色度的平均去除率分别为60%和26.5%,对粒径4μm以上颗粒物平均去除率为89.2%,紫外线对总大肠菌群和粪大肠菌群的灭活率分别提高24.5%、23.3%.当紫外线剂量达到13 mJ/cm2时,出水总大肠菌群低于100个/L.试验表明,在再生水消毒工艺中,GAC强化砂滤预处理可明显提高紫外线消毒效果.     

次氯酸钠与液氯消毒在农村供水中的应用效果对比研究

为明确次氯酸钠消毒在农村供水工程中的实际应用效果,考察了南方某省以同一地表水为水源、水处理工艺相同、分别采用液氯和次氯酸钠消毒的具有一定代表性的两处农村供水工程(T水厂和H水厂)的余氯衰减、消毒效果和副产物生成情况。结果显示:在有效氯投加量分别为1.0 mg/L和2.0 mg/L时,2.4 h后H水厂出厂水的余氯值衰减率比T水厂分别低6.53%和3.30%,两者的消毒效果均较好,H水厂的管网末梢水菌落总数值比T水厂低40.62%,微生物安全性更高;当有效氯投加量由1.0 mg/L增至2.0 mg/L时,T水厂和H水厂出厂水的三氯甲烷生成量分别增长97.36%和59.35%,三卤甲烷分别增长122.64%和91.43%,而二氯乙酸和三氯乙酸生成量增长率相差不大。研究结果表明,次氯酸钠的稳定性及消毒效果略好于液氯,且消毒副产物三氯甲烷和三卤甲烷的生成量较小。由于两水厂在水源类型、水源水质特征、工程规模及水处理工艺方面具有一定代表性,经与其他研究进行对比分析认为,次氯酸钠消毒在农村供水中具有较好的应用前景。     

南方城市水厂次氯酸钠代替液氯和投碱工艺的可行性研究

通过对次氯酸钠的消毒效果以及提升pH方面进行小试和中试,研究了次氯酸钠代替液氯和投碱工艺的可行性,研究结果表明:投加1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L次氯酸钠(以有效氯计),搅拌1h后其pH分别可提高至7.5、7.8、8.0左右,余氯分别保持在0.5 mg/L、0.7 mg/L、1.1mg/L左右,能够在提高pH的同时保持出水的余氯浓度。次氯酸钠消毒产生的消毒副产物三卤甲烷和三氯乙醛浓度与液氯的相比略低,并无明显的优势。次氯酸钠的灭菌效果明显,能保证出水的细菌总数和总大肠菌群达标,同时能够保持48h后的管网末梢水的余氯要求,满足持续消毒灭菌的效果。次氯酸钠投加可以取代液氯和加碱系统,且改造方便,能实现良好的经济和社会效益。     

自动顶空进样测定饮用水中挥发性卤代烃

在顶空技术的基础上,建立了操作方便、快速、准确的自动顶空技术来测定饮用水中的三卤甲烷类消毒副产物,采用毛细管气相色谱和电子捕获检测器及自动顶空联用,具有检测的灵敏度高、重复性好、回收率高等优点。三卤甲烷的回收率在88.9%～97.5%之间,线性相关系数在0.997～0.999之间。三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷及三溴甲烷的检出限分别为0.096μg/L,0.089μg/L,0.098μg/L,0.251μg/L。     

城市污水再生利用中病原菌指示微生物及其限值研究

在对目前国内外再生水中病原菌指示微生物进行调研的基础上,结合再生水厂运行数据对再生水中病原菌指示微生物及其限值进行了探讨。研究结果表明,以粪大肠菌群作为再生水病原菌指示微生物更能够反映出水体中病原菌的存在状况,目前的再生水处理和消毒技术要达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920—2002)对总大肠菌群≤3个/L的要求需要投加大量的消毒剂,增加了再生水的处理成本以及再生水中的消毒副产物。     

新冠肺炎疫情期间城镇再生水厂协同消毒工艺运行实践

基于新冠病毒存在介水传播的风险,结合北京城市污水再生利用实践,对疫情期间污水再生处理与协同消毒工艺实际运行效果进行研究。结果表明:根据已有研究结果,新冠病毒在水环境中的存活能力及对消毒剂耐受力均弱于粪大肠菌群,在城市污水处理过程中粪大肠菌群可以用来参考指示新冠病毒的灭活。二级处理与深度处理单元的稳定运行,使消毒工艺进水SS5mg/L,有效保障了后续消毒单元的消毒效果。对于臭氧-NaClO协同消毒工艺,臭氧剂量维持在3～5mg/L,NaClO剂量根据水量与清水池容积维持CT值不低于8mg·min/L,可以稳定实现出水粪大肠菌群2CFU/L的消毒效果,同时节省NaClO投加量。对于臭氧-UV-NaClO协同消毒工艺,1～3 mg/L的臭氧投加量能够将紫外透射率提升30%,在设计紫外剂量下(景观用水30mJ/cm~2,城市杂用水80mJ/cm~2),能够达到紫外出水粪大肠菌群2CFU/L;后续根据再生水用途及管网输配要求进行补氯,保障出水余氯达到相应标准。协同消毒工艺通过不同消毒技术的合理选择与运行优化,可以实现粪大肠菌群99.99%以上的去除,出水粪大肠菌群2CFU/L,出水余氯浓度稳定可控,保障了再生水与受纳水体安全。     

单过硫酸氢钾复合粉用于饮用水消毒的效果研究

向受试水样中分别投加单过硫酸氢钾复合粉和次氯酸钠,比较了复合粉和氯消毒的消毒副产物生成量。同时,就该复合粉对常见金属的腐蚀性和其有效成分的持久性进行研究。试验结果表明,单过硫酸氢钾复合粉投加量达1.0mg/L以上时,对大肠杆菌有明显的杀灭作用。当复合粉投加量为2.0mg/L,作用时间为30min时,其对大肠杆菌的灭活率为99.99%。其在试验条件下对枯草芽孢杆菌的芽孢悬液无杀灭作用。复合粉对实际水样的消毒效果较好,对于田村山水厂活性炭池出水,投加量达到1mg/L时,HPC计数低于500CFU/mL。对比氯消毒,复合粉消毒产生的三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)的含量更低。另外,复合粉溶液对常见金属和给水管材基本无腐蚀或者呈中度腐蚀,溶液中的有效成分具有较强的持久性。     

新型消毒剂用于饮用水消毒的效果研究

以黄浦江原水为试验用水,研究了新型消毒粉对模拟常规处理出水的杀菌效果及持续能力,并将此消毒剂与次氯酸钠消毒作比较,评价其消毒副产物产量.结果表明,原水经混凝、沉淀和过滤后,当投加量为0.5 mg/L时,新型消毒粉可以杀灭水中77%的细菌,细菌总数低于50 CFU/mL;在消毒副产物方面,与次氯酸钠相比,新型消毒粉生成的三卤甲烷低于次氯酸钠.     

预臭氧化工艺对消毒副产物影响的生产性研究

通过进行预臭氧化—紫外线联合氯消毒工艺处理高温高藻期滦河水的生产性试验,检测和分析三卤甲烷生成势(THMFP)和卤乙酸生成势(HAAFP)的含量变化情况,研究了整套水处理工艺,尤其是预臭氧化单元对氯消毒副产物(DBPs)的去除效果。同时,研究了甲醛和溴酸盐这两种臭氧化副产物在处理过程中的生成情况。结果表明:在高温高藻期,预臭氧化单元对THMFP和HAAFP的平均去除率分别为12.43%和15.06%,整套工艺对THMFP和HAAFP的平均总去除率分别为39.33%和54.12%,氯消毒副产物前体物得到有效去除;出水中甲醛含量低于50μg/L,溴酸盐的含量小于6μg/L,臭氧氧化副产物得到了有效控制。     

活性炭结合超滤及纳滤工艺深度处理饮用水的中试研究

金门岛内水库的富营养化程度严重,藻类所产生的臭味物质、有机碳及消毒副产物的浓度非常高,影响岛内民众健康.研究利用活性炭结合超滤及纳滤工艺,将甲基异莰醇-2、土臭素处理嗅阈值以下,将不可挥发溶解性有机炭(NPDOC)从6.4 mg/L降至0.2 mg/L;三卤甲烷生成势(THMFP)和卤乙酸生成势(HAAFP)可分别从489μg/L和656μg/L去除至38μg/L及17.6 μg/L,去除率分别为92%及97%.中试结果表明,各检测项目均符合台湾地区饮用水标准.由32位金门县自来水厂员工测试3种水的适饮性,其中经活性炭结合超滤及纳滤组合工艺处理后的水样水质为多数测试人员所接受.     

消毒副产物总致癌风险的首要指标参数--卤乙酸

利用国际和国内饮用水中消毒副产物的一些有代表性的数据 ,计算了各种消毒副产物的致癌风险。分析结果显示 :(1)饮用水中三卤甲烷和卤乙酸浓度的相关性不好 (R2 ≤ 0 4887) ,说明不能从一类消毒副产物的浓度来推断另一类消毒副产物的浓度 ;(2 )在饮用水中消毒副产物的总致癌风险中 ,卤乙酸的致癌风险占 91 9%以上 ,三卤甲烷的致癌风险则在 8 1%以下 ;(3)饮用水中卤乙酸浓度与消毒副产物的总致癌风险之间相关性极好 (R2 ≥ 0 919)。综合以上三点 ,建议将饮用水中卤乙酸浓度作为控制消毒副产物总致癌风险的首要指标参数     

基于实测的室内泳池水氯化消毒副产物分析研究

氯消毒剂可与水中有机物反应生成氯化消毒副产物(DBPs)。在室内泳池环境中,有机物种类多、持续浓度高;且DBPs可以通过呼吸、皮肤渗透和吞饮池水三大途径与人体接触,对人体健康造成危害。作为对《游泳池水质标准》(CJ 244-2007)进行修编的重要参考依据,选择了10家不同规模和类型的室内泳池进行了水质取样分析,分析确定我国室内泳池水中以三氯甲烷和氯乙酸为代表的氯消毒副产物实际存在状况。结果表明:在10个室内泳池水中,氯乙酸(HAAs)和三氯甲烷(THMs)都有存在,平均浓度THMs为29.2μg/L,HAAs为79.4μg/L,HAAs的浓度高于THMs。在此基础上,结合泳池水特点,通过与饮用水进行对比分析探讨了其消毒副产物的生成特点和危害途径;同时对《游泳池水质标准》中DBPs参数的选择给出了建议。     

饮用水中碘类消毒副产物特性与控制研究进展

水中碘类消毒副产物(Iodo-DBPs,I-DBPs)是目前饮用水领域开始关注的新兴卤代消毒副产物种类之一。近年来I-DBPs在越来越多发达国家城市饮用水中被检出,其浓度在几μg/L到几十μg/L之间,占总卤代有机物(TOX)的1%左右。鉴于该类消毒副产物具有极强的致癌和致突变特性,且在氯胺消毒过程中极易生成,难以在常规饮用水处理工艺中有效控制,因此对其毒理特征、产生机制及控制手段进行研究是目前饮用水领域新的研究方向。对碘类消毒副产物的分类特性、检测方法、生成机理、遗传毒性和致癌性、控制方法进行了综述。     

南方自来水厂采用氯胺替代游离氯消毒的可行性研究

通过小试及中试研究氯胺消毒对自来水厂出水水质的控制效果,考察了南方自来水厂采用氯胺消毒替代游离氯消毒的可行性。研究结果表明,在水中不含氨氮时,采用氯胺消毒可能会提高水中氨氮的检出浓度,但能够显著降低出水中氯化消毒副产物的浓度,在1.0mg/L的投加量下,三氯甲烷能够降低86.7%,三氯乙醛能够降低88.8%,但同时会大量生成NDMA,其浓度超过100ng/L;只要满足CT不小于1mg/(L·h),氯胺消毒能够保证对微生物的控制效果;在1.0mg/L的投加量下,氯胺消毒与游离氯消毒对水生浮游动物的去除率均在90%以上。     

对饮用水中三卤甲烷的对策

一、产生三氯甲烷的原因及与时间的关系在净水工艺中,对用氯消毒生成三卤甲烷的问题,已有很多人进行过调查和讨论。并肯定了三卤甲烷的产生与总有机碳有关,如图1所示。总有机碳含量如超过3毫克/升,用氯消毒处理后的总三卤甲烷量一般都超过环保局规定的标准0.1毫克/升。另一个重要的问题是对环保局提出的0.1毫克/升总三卤甲烷的指标,是指在加氯后经过多少时间后出现的数值需进行探讨和解释。由于加氯处理,总三氯甲烷的发生状态是时间的函数。如图2所示。     

过氧乙酸用于医院污泥消毒的研究

为控制医院污泥的污染问题,采用过氧乙酸(PAA)消毒MBR反应池污泥及沉淀后的污泥。考察了PAA投加量和接触时间对消毒效果的影响。结果表明,在2h内,MBR污泥中粪大肠菌群的对数去除率与接触时间呈线性关系,而沉淀后的污泥中粪大肠菌群的对数去除率在接触时间超过1h后出现明显的"拖尾现象"。由于沉淀后的污泥体积显著减少,因而MBR污泥先沉淀后消毒可大幅度降低消毒费用。当PAA投加量为400mg/L、接触时间为1h时,消毒后沉淀污泥中残余粪大肠菌群能满足《医疗机构水污染物排放标准》(GB 18466—2005)的要求。     

次氯酸钠消毒剂的分解特性及氯酸盐副产物形成规律探讨

分析了水厂消毒剂商品次氯酸钠在储存过程中的分解特性。结果表明,次氯酸钠在储存过程中会发生歧化反应,导致有效氯持续降低并大量产生副产物氯酸盐。实地取样检测水厂使用的次氯酸钠,发现在10d储存期内有效氯衰减率高达15.48%,其中的氯酸盐浓度达到9 667.8mg/L。实验室模拟试验结果表明,有效氯的衰减量和氯酸盐的生成量均与储存时间成正比;温度是影响次率氯酸钠反应速度的重要因素,温度越高,反应速度越快。因此,采用次氯酸钠消毒也应关注氯酸盐副产物的水质风险。     

饮用水中卤代苯醌类新型消毒副产物研究进展

卤代苯醌(HBQs)是近年来饮用水中新检出的一类未受控消毒副产物,相比于三卤甲烷、卤乙酸等受控消毒副产物,其在水中的存在浓度更低,仅为ng/L水平,而细胞毒性和遗传毒性更强,同时具有生殖发育毒性。由于长期接触HBQs可能存在健康风险,综述了饮用水中目前HBQs的存在水平、前驱物、毒性及生成影响因素、控制与去除技术等进展,拟为将来对HBQs的深入研究提供支持,对其潜在健康风险的评估和饮用水卫生标准的制定提供科学依据。     

常规工艺中消毒副产物季节变化研究

对某给水厂进行了一个水文年的月度监测,重点分析了各工艺段出水的三卤甲烷和卤乙酸浓度变化。结果表明,对消毒副产物控制起关键作用的工艺是预氯化(混凝)、过滤和消毒。预氯化工艺是一个很大的健康隐患,必须严格控制。在过滤工艺中同时存在消毒副产物的生成和去除两种作用,对三卤甲烷的去除率明显较高,而卤乙酸在过滤前后变化不大。在清水池消毒过程中游离氯会与消毒副产物前体物继续反应生成消毒副产物。