水中腐殖酸氯化生成卤代苯醌类消毒副产物的特性

采用腐殖酸配水,研究了氯化消毒过程中二氯对苯醌（DCBQ）、二溴对苯醌（DBBQ）、2,3-二溴-5,6-二甲基对苯醌（DBDMBQ）、四溴对苯醌（TBBQ）等卤代苯醌（HBQs）类消毒副产物的生成特性和影响因素。结果表明,腐殖酸氯化生成DCBQ和DBBQ的产率高于DBDMBQ和TBBQ。随着反应时间的增加,4种HBQs的生成量均呈现先快速升高之后保持稳定并稍有下降的趋势;随着温度的升高,HBQs的生成量呈增加趋势;弱酸性条件有利于HBQs的生成;在有效氯投加量为3～30mg/L范围内,DCBQ与DBBQ的生成量随加氯量的增加而增加,TBBQ与DBDMBQ的生成量随加氯量的增加先增加后减少;随着DOC浓度的增加,HBQs的生成量逐渐增加,其中分子质量<1 ku组分的单位质量有机物HBQs生成势最高。     

安全氯化消毒工艺的消毒副产物控制

在天津市某水厂进行了新型安全氯化消毒工艺——短时游离氯后转氯胺的顺序消毒工艺的中试，结果表明，进水相同时安全氯化消毒工艺比传统的游离氯消毒工艺产生的三卤甲烷减少了35.8％～77.0％，卤乙酸减少了36.6％～54.8％。消毒接触池进水水质越差，短时游离氯后转氯胺的顺序消毒工艺在控制消毒副产物方面就越有优势。试验中还获得了含较高浓度溴离子原水的消毒副产物生成特性。     

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%。     

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。     

病原微生物和消毒副产物的顺序氯化消毒工艺

研究开发了短时游离氯后转氯胺的顺序消毒工艺.试验结果表明,该消毒工艺对指示微生物的灭活效果优于游离氯消毒,游离氯和氯胺存在协同消毒作用;对脊髓灰质炎病毒和大肠杆菌f2噬菌体的灭活效果与游离氯相同.相同原水条件下,顺序氯化消毒工艺比游离氯消毒工艺产生的三卤甲烷浓度减少了35.8%～77.0%;卤乙酸减少了36.6%～54.8%.消毒进水水质越差,顺序氯化消毒工艺在消毒副产物控制方面就越有优势.     

典型含氮消毒副产物HNMs的最新研究进展

新型含氮消毒副产物卤代硝基甲烷(HNMs),由于其高毒性和在水中频繁检出,已经引起了全世界的广泛关注。系统阐述了HNMs生成势、形成机理、影响因素及控制方法的最新研究进展,并针对当前HNMs的研究现状,提出了今后研究的主要方向和亟待解决的问题。     

紫外/氯胺工艺中含氮消毒副产物的生成机制解析

针对紫外/氯胺工艺在水处理过程中存在的高毒性含氮消毒副产物生成风险,考察了典型含氮消毒副产物二氯乙腈的生成行为和机制,并提出了控制策略。结果表明,相比单独氯胺体系,紫外/氯胺体系可使3种氨基酸的二氯乙腈生成量下降26.6%～46.7%,但会显著促进15种酚类物质的二氯乙腈生成势;两种工艺中3种腐殖质的二氯乙腈生成量基本相当。氮同位素(¹⁵N)溯源分析表明,紫外/氯胺体系处理氨基酸时生成的¹⁵N-二氯乙腈占总二氯乙腈的70%以上,说明氯胺是二氯乙腈的重要氮源,而非水中含氮有机质;并证明了紫外/氯胺体系中的二氯乙腈主要通过“醛途径”生成。以酪氨酸为例,鉴定得到了一系列醛类和腈类中间产物,进而解析了紫外/氯胺体系中二氯乙腈的生成路径。在紫外/氯胺工艺的实际工程应用中,建议对酚含量较高的水体进行预处理,并尽量延长紫外/氯胺处理时间、缩短后氯胺接触时间、调节pH为碱性条件,以减少二氯乙腈的生成。     

水氯化消毒出水中的卤代物问题

氯化消毒出水中普遍检测出了有机卤代物 ,氯化水样的 Ames致突变研究结果表明为致突变阳性 .八个自来水厂水样的微核试验表明 ,氯化消毒出水对小鼠微核的发生产生了诱导作用     

污水氯消毒副产物卤乙酸检测方法的优化

污水氯化消毒副产物对人体和受纳水体生态系统造成的风险正逐渐引起人们的关注。通过对卤乙酸(HAAs)标准检测方法的优化,建立了适用于检测污水氯消毒副产物HAAs的分析方法。研究表明,进样口温度和升温程序的优化明显提高了各组分分离度,样品分析时间减少到20min以内。对样品制备方法的优化提高了衍生化效率并减少了工作量,优化后方法检测结果的准确度和精密度符合分析要求,可实现对氯消毒污水中9种卤乙酸的测定。     

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。     

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。     

纳滤控制饮用水中消毒副产物的研究进展

纳滤(NF)膜孔径小,能截留较低分子质量的有机物,同时表面带电,对水中有机物具有较好的去除效果。探讨了纳滤对饮用水中消毒副产物及其前体物的去除机理及效果。结合国内外的研究现状,重点阐述了纳滤膜的特性及分离机理,在此基础上介绍了纳滤膜对典型和新兴消毒副产物的控制效果。     

氯胺消毒工艺中一氯胺生成效率的影响规律

以上海市某自来水厂滤后水为研究对象,系统考察了氯胺消毒过程中氮源种类、氯氮比、pH值、反应时间、温度、G值和氯投加速率等因素对一氯胺浓度及消毒副产物(DBPs)生成量的影响。结果表明,氮源种类、Cl₂/N质量比和p H值为主要影响因素,其他为次要影响因素。与氯化铵、碳酸铵、醋酸铵和氨水这4种氮源相比,以硫酸铵为氮源可生成较高浓度的一氯胺;当pH值由6.0增大到9.0时,一氯胺浓度(以Cl₂计)由2.611 mg/L升高至4.256 mg/L;随着Cl₂/N质量比由2∶1逐渐增至8∶1,一氯胺浓度先升后降,并在5∶1时达到最大值3.831 mg/L。DBPs浓度随Cl₂/N质量比、反应时间、温度和氯投加速率的增加而升高,随G值的增大而降低;而随着pH值由6.0增加到9.0,DBPs浓度先降低后略有增加。自来水厂氯胺消毒工艺中一氯胺生成的最佳工艺条件如下:以硫酸铵为氮源,Cl₂/N质量比为(4∶1)~(5∶1),pH值为中性或碱性,反应时间为2 h,温度为25℃左右,G值为300 s-1,混匀慢速加氯。     

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。     

预臭氧/生物滤池去除消毒副产物的前体物研究

采用预臭氧氧化技术与陶粒生物滤池组合工艺去除原水中消毒副产物的前体物，考察了三卤甲烷前体物和卤乙酸前体物的转化规律。试验结果表明：预臭氧氧化和生物过滤组合工艺对受污染黄河水中三卤甲烷前体物的去除效果不佳，可能会引起出水中前体物浓度的升高；该组合工艺对二氯乙酸前体物有一定的去除作用，对三氯乙酸前体物的去除效果显著。     

MIEX技术控制饮用水消毒副产物的研究进展

MIEX技术及其组合工艺能有效控制DBPs的生成,在国外得到了广泛应用,而国内对该技术的相关研究才刚刚起步.为探讨MIEX技术控制消毒副产物生成的效能,并推动该技术在我国的研究与应用,比较分析了目前国际上MIEX技术及其组合工艺对不同水源水的应用情况.结果表明,MIEX技术能有效去除小分子有机物,对DOC和UV254的去除率可达80%和95%以上,对溴离子的去除率可达65%;MIEX技术作为预处理单元能减少后续氯化消毒或臭氧氧化的剂量,与混凝沉淀工艺组合时可最大程度地控制THMs和HAAs的生成量,且能节省60%左右的混凝刺;MIEX与粉末活性炭组合对有机物的去除有互补增强作用(对DOC的去除率达90%以上),与膜分离技术组合时对UV254的去除率高达95%以上(MIEX投加量为10 mL/L).因此MIEX技术是一种有效控制消毒副产物的新技术,具有很好的推广应用价值.     

氯消毒过程中苯酚生成2-氯酚影响因素的研究

采用间歇性取样的试验方法,研究了氯消毒过程中不同反应条件下苯酚氯代生成2-氯酚的规律,考察了苯酚初始浓度、加氯量、pH值、温度和氨氮浓度对苯酚氯代效果的影响.结果表明,随着苯酚初始浓度的增加,2-氯酚的生成速率加快、峰值浓度增大;加氯量的增大只加快2-氯酚的生成速率,并不改变其浓度峰值的大小;温度升高,2-氯酚的氯代反应速度加快、氯代率升高;pH值对2-氯酚生成的影响较大,在弱酸性和强碱性条件下苯酚氯化生成2一氯酚的速度相对较慢,而中性和弱碱性条件下的生成速度相对较快;随着氨氮浓度的逐渐增大,2-氯酚浓度峰值出现的时间逐渐后移,并且峰值越来越小.     

饮用水氯胺辅助消毒的效果及有机卤化物含量变化

与氯消毒相比,氯胺消毒能有效降低消毒副产物的生成量.昆山市在水厂清水池加氯消毒后,将氯胺用作维持管网水质的辅助消毒剂,使管网水质监测点的消毒剂余量和细菌总数合格率从92.8%上升到99.5%,管网消毒效果得到明显改善.在有机物含量较高的情况下,与氯消毒相比,采用氯胺辅助消毒可降低饮用水中可吸附有机卤素(AOX)含量达48%,因而在保证清水池和出厂水消毒效果的前提下,应尽量降低清水池的投氯量,以使氯消毒副产物含量控制在较低水平.通过对三卤甲烷、氯苯和卤乙酸等氯化消毒副产物含量的测定分析,证实氯胺消毒可大幅降低饮用水中的有机卤化物含量,这与对可吸附有机卤素的测定结果是一致的.