饮用水氯消毒生成DBPs的影响因素及其控制工艺

阐述了饮用水消毒副产物(DBPs)产生的影响因素,分析了天然有机物(NOM)、温度、pH、接触时间、氯用量和余氯浓度等各种因素对产生DBPs种类和数量的影响,提出了控制DBPs应从去除其前体物NOM,改变消毒工艺或采用新的消毒剂以及去除已生成的DBPs三方面入手.     

浅析饮用水中氯化消毒副产物的控制

从饮用水中消毒副产物(DBPs)的种类,及其对人体健康的影响方面,综述了DBPs的控制现状以及前景,分析了几种对DBPs前体物及其DBPs的去除方法,讨论了它们的运行效果,展望了今后饮用水安全消毒的前景,从而将其危害降至最低。     

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)。     

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。     

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。     

溴离子对污水处理工艺消毒副产物生成势的影响

利用消毒副产物（DBPs）三卤甲烷生成势（THMs FP）和卤乙酸生成势（HAAs FP）,研究了含溴污水在某校园污水处理工艺中沿程DBPs前体物变化及溴离子对DBPs类型的影响规律。结果表明,以A²/O生物工艺为主的二级处理,对污水中DOC、UV₂₅₄的去除效果十分显著,THMs FP在沿程处理中呈逐渐降低的趋势,HAAs FP与SUVA值经二级处理后呈升高趋势,即芳香性与不饱和度高的溶解性小分子有机物是HAAs的重要前体物,含溴消毒副产物（Br-DBPs）占总DBPs的50%～65%;经A²/O工艺处理后,当Br^-浓度由100μg/L增加到300μg/L时,THMs中溴结合因子（BIF）由0.5增加到0.8,HAAs中BIF由0.51增加到0.62,溴代为主的THMs FP和HAAs FP呈逐渐增加的趋势,即溴离子浓度的增加使DBPs的种类由氯代向溴代转化。     

氯消毒副产物生成势的影响因素及去除技术探讨

氯消毒副产物的生成势受到前体物含量、加氯量、p H值、季节等多种因素影响。在分析国内外文献资料的基础上,从消毒前、消毒中、消毒后控制的角度分别探讨了氯化消毒副产物的控制去除技术。     

饮用水氯消毒副产物安全控制的研究现状

叙述了饮用水处理过程中消毒副产物（DBPs）的形成机制和变化情况,总结了DBPs的诱发因子,探讨了DBPs安全控制的基本对策,同时为饮用水高效安全消毒方案的进一步探究提出了建议。     

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。     

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。     

基于消毒副产物DBPs安全性与经济性研究农村安全饮水工程消毒工艺的选择

因农村安全饮水工程地域和维管水平与城市水厂不同,消毒方式的选择需综合考虑原水水质、原料运输与运行维护等因素合理选择,本文以四川某8000m。／d的农村安全饮水工程为例,对液氯、二氧化氯、次氯酸钠和臭氧四类消毒工艺进行了研究并提出：（1）根据消毒工艺消毒副产物（DBPs）的毒理学和病理学研究成果,有机污染严重的水质采用“二氧化氯预消毒＋氯胺后消毒”对控制前驱物THMFP和DBPs较有利,为控制CL2一二氧化氯的投加量一般不宜超过2mg／L;（2）测算了四类消毒工艺的成本,电解次氯酸钠与二氧化氯成本约0．03元／m3,介于传统液氯与臭氧消毒之间;（3）因地域交通特点农村水厂采用原料采购方便、安全的电解法制次氯酸钠消毒工艺具有特定优势,在原水有机污染不严重时采用电解法制次氯酸钠是传统液氯消毒的优良替代方案。最后指出,优化与组合各类消毒工艺对控制消毒副产物影响、降低成本负担和克服管理水平短板使农村安全饮水工程实现“建得起、用得起”。     

二氧化氯预氧化控制藻源有机物DBPsFP的研究

以铜绿微囊藻的胞外有机物(EOM)为研究对象,研究不同条件下,二氧化氯预氧化对铜绿微囊藻胞外有机物在氯化消毒过程中消毒副产物前体物(DBPsFP)的控制规律。研究表明,随着二氧化氯投量的增加,三氯乙酸(TCAA)、三氯乙腈(TCAN)浓度先增加后减少,二氯乙腈(DCAN)浓度先减少后增加,三氯甲烷(TCM)、二氯乙酸(DCAA)、二氯丙酮(1,1-DCP)、三氯丙酮(1,1,1-TCP)浓度均持续减少,且在投加量为3 mg/L时去除效果最佳;随着pH值由5升到9,TCM浓度逐渐增加,DCAA、TCAA、DCAN、TCAN、1,1-DCP、1,1,1-TCP浓度减少,且在pH值为9时达到最小值;延长预氧化时间,TCM、1,1,1-TCP浓度有所增加,DCAA、TCAA、DCAN、1,1-DCP浓度持续减少,TCAN浓度先增加后减少,综合考虑确定最佳预氧化时间为30 min;预氧化强化混凝工艺可有效减少消毒副产物前体物,在混凝剂硫酸铝溶液投量为50 mg/L时,7种DBPs浓度均达到最小值。     

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。     

无锡地区出厂水消毒副产物变化趋势及致癌风险研究

目的了解2008—2012年无锡地区出厂水中消毒副产物(DBPs)变化趋势,评估其对成人的致癌风险。方法选取无锡市四家市政供水水厂,于2008—2012年间丰枯水期(8月和2月)采集水样进行监测,监测指标包括4种三卤甲烷类消毒副产物(THMs,三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和三溴甲烷)和两种卤乙酸类消毒副产物(HAAs,二氯乙酸和三氯乙酸),采用美国环保局推荐的低剂量致癌风险评价方法对其进行评价。结果所有消毒副产物检出值都低于《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)[1]的限值。THMs在丰水期的含量高于枯水期的含量,有明显的季节特征。而HAAs则无明显变化规律。无锡地区6种DBPs对成人的致癌风险均超过了USEPA认为可以忽略的水平(<10-6),处于具有潜在致癌风险的区间(10-6~10-4),其中各DBPs总致癌风险从高到低分别为三氯乙酸>二氯乙酸>一氯二溴甲烷>三溴甲烷>二氯一溴甲烷>三氯甲烷。结论无锡地区出厂水中THMs有明显的季节性特征,DBPs对成人具有潜在的致癌风险。     

消毒副产物生成势测定方法的优化研究

提出新的DBPs生成模型,并进行DBPFP测定方法优化,优化因素包括投氯量、消毒时间和p H-温度联合因素。在优化投氯量时,发现低投氯量下五种DBPs生成量与投氯量之间存在明显的线性关系,线性拟合的确定性系数(R2)均大于0.980。优化消毒时间时,提出了ttrend的概念,发现8种DBPs的ttrend均包括3 d这一时间点。在pH-温度联合因素优化时,得到CHCl_3、CHCl_2Br、CHClBr_2和C_2Cl_4生成量响应曲面拟合的R2均大于0.970,拟合效果较好;但三种卤乙酸生成量响应曲面拟合的R2为0.671~0.874,拟合效果一般。这可能是因为pH-温度联合因素对卤乙酸生成量的影响较小,或试验过程引入过大误差造成模型残差过大。得到优化的DBPFP测定方法是投氯量为5 mg/L,消毒时间为3 d,pH值为7.5,温度为11℃。可根据DBPs生成量与三个优化因素的关系,使用DBPs生成模型和DBPFP测定值计算出不同条件下水样消毒过程中的DBPs生成量。     

聚合氯化铝对消毒副产物前体物的混凝去除效能

通过对东北某江水进行强化混凝试验,研究聚合氯化铝对不同分子质量组分、不同pH值条件下的消毒副产物三卤甲烷生成势(THMFP)、卤乙酸生成势(HAAFP)的影响。结果表明,当聚合氯化铝投加量为2.0 mg/L时,三卤甲烷生成势、卤乙酸生成势均呈现下降的趋势。当pH值为5.0时,水解产物以Keggin-Al_(13)形态为主,对THMFP的去除效果最好,混凝机理以电中和为主。当pH值为8.0时,水解产物以Al(OH)_3、Al(OH)_4~-形态为主,对HAAFP的去除效果最好,混凝机理以吸附架桥、网捕卷扫为主。     

负载型纳米铁化学反硝化法去除硝酸盐氮的研究

采用液相还原法制备了以石墨为载体的负载型纳米铁，并以其为还原剂进行化学反硝化，考察了此种材料还原硝酸盐氮的特性。结果表明，负载型纳米铁在中性条件下能够快速将硝酸盐氮还原而去除；铁量相同而不同铁碳比的负载型纳米铁还原硝酸盐氮的速率有所不同；体系初始pH值越低则负载型纳米铁还原硝酸盐氮的速率越快，pH值为2时可在15min内将浓度为80mg／L的硝酸盐氮全部去除；体系中的溶解氧会与NO3^-争夺电子，在pH值较低时NO3^-的还原受溶解氧的影响较大；负载型纳米铁可构成微小原电池，在化学反硝化反应中Fe起主要作用，Fe^2＋对反应有促进作用。     

基于动力学的消毒副产物预测模型的建立与检验

为了改善消毒副产物(DBPs)预测模型的预测力和广谱性,提出了一种根据DBPs浓度与各运行指标参数的关系,结合DBPFP测定值预测配水管网中DBPs浓度的方法,并确定DBPs浓度与消毒时间之间的定量关系。根据试验现象和他人的研究成果提出了一系列假设,并据此建立了基于反应动力学的DBPs生成消耗模型;然后以实测数据进行回归分析,确定模型中的待定参数;最后以DBPs生成消耗模型建立DBPs预测模型,并以检测数据对其进行检验和改善。结果表明,回归分析DBPs生成消耗模型预测待定参数时稳定性均较好,且公共参数预测结果比较接近;除CHCl_3和DCAA以外其他DBPs生成消耗模型回归分析的确定性系数(R~2)均大于0.90;使用DBPs预测模型预测配水管网中DBPs浓度时存在按固定比例缩小的情况,引入修正量k进行修正后其预测能力较好。