臭氧及其高级氧化工艺对消毒副产物的控制研究

饮用水处理中产生的消毒副产物(DBPs)具有致癌致突变等健康风险,且其在水中广泛存在,引起了水处理行业的广泛关注。DBPs的前体物主要是消毒前未被水处理工艺去除,且能与消毒剂反应形成DBPs的有机物或无机离子。在消毒前,通过增设新的处理工艺(如预处理或深度处理工艺)以去除DBPs前体物,是控制DBPs的有效措施。臭氧及其高级氧化工艺能够有效氧化降解部分有机污染物,所以其已经成为控制某些典型DBPs的重要工艺。综述了臭氧及其高级氧化技术对典型DBPs——三卤甲烷及卤乙酸的控制效果,详细讨论了这些技术的降解效率、机理及反应动力学,以期为微污染原水条件下DBPs的有效控制提供有益参考。     

MIEX(R)树脂联合混凝工艺去除消毒副产物效能研究

以强碱性阴离子吸附树脂——MIEX~?树脂为吸附剂,研究了该树脂联合混凝工艺(下称组合工艺)对原水中有机物及氯代消毒副产物生成势(DBPs FP)的去除效果。吸附动力学试验拟合结果表明,MIEX~?树脂吸附过程更符合Elovich吸附动力学模型,R~2大于0.99;与常规混凝工艺相比,组合工艺可以提高10%～20%的消毒副产物生成势(三卤甲烷生成势THMs FP、三氯乙醛生成势CH FP、可吸附有机卤素生成势AOX FP)去除率。有机物分子质量分级结果表明,组合工艺对MW5 000的有机物去除效果最好,而DBPs前驱物的分子质量主要集中在MW1 000和MW5 000。组合工艺对于控制DBPs FP有较好的效果,对生产具有实际意义。     

泳池水内三氯甲烷前体物的物化表征

含氯消毒剂能和游泳池水中溶解性有机物作用产生三氯甲烷等副产物威胁人类健康。采用分子量切割法和树脂分离法对重庆市某室内恒温游泳池水中有机物进行物理和化学分级表征,测定分级后研究各组分DOC、UV_(254)和三氯甲烷的生成势。研究表明,游泳池水中主要为相对分子质量在1kDa以内的亲水性有机物,但三氯甲烷主要前体物为分子量在1k～3kDa酸性疏水性有机物。为有效减少泳池水中消毒副产物产生,泳池水处理工艺应该主要去除水中疏水酸性有机物,特别是1k～3kDa的疏水酸性有机物。     

组合工艺控制有机物及消毒副产物前体物的特性研究

通过XAD-8树脂将水中有机物分成疏水性、亲水性两部分,对传统常规处理工艺(混凝气浮、过滤)和深度处理工艺(臭氧氧化、生物活性炭)出水的DOC,UV254THMFP,HAAFP指标以及疏水、亲水有机物去除率进行了检测分析。结果表明,生物活性炭(BAC)单元工艺能同时去除疏水性和亲水性两种有机物,且两者去除率均为最高。其次去除效果较好的是传统的常规工艺。臭氧工艺具有将天然的疏水性有机物氧化成可生化降解的亲水性小分子有机物的特点,在预臭氧+常规以及O3-BAC组合工艺中,起到了强化去除有机物和消毒副产物前体物的效果。     

基于疏水性能及相对分子质量分析消毒副产物前体物

采用XAD树脂吸附法和超滤膜技术分别将水中的天然有机物(NOM)分成不同疏水性能和不同相对分子质量(MW)的各种组分.对低SUVA值水中,SUVA值与消毒副产物(DBPs)的关系也进行了研究.结果表明,与疏水酸性物质(HPOA)和转亲酸性物质(TPHA)相比,亲水酸性物质(HPIA)是水体中天然有机物(NOM)的主要组成部分,约占58％,对DBPs的贡献也最大.另一方面,MW＜2 000组分是水体中NOM的主要组成部分,约占60％,同时也是生成DBPs的主要前体物质,对三氯甲烷生成势(TCMFP)、二氯乙酸生成势(DCAAFP)和三氯乙酸生成势(TCAAFP)的贡献分别为50.5％、39.6％和41.2％.SUVA值与DBPs生成量的相关性较差.     

消毒方式及消毒副产物控制研究

主要介绍不同水源采用不同消毒方式控制消毒副产物,不同净水工艺、消毒剂投加量、消毒方式、温度对消毒副产物生成的影响,以及不同消毒剂生成的消毒副产物的研究与控制。     

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。     

饮用水消毒副产物的去除途径及进展

饮用水使用氯消毒产生的副产物对人类健康带来了极大危害.介绍饮用水消毒副产物的形成原因及影响因素,并从选择优质水源、降低消毒副产物的前体物质、替换传统的消毒剂、去除已生成的消毒副产物4个方面论述了饮用水中消毒副产物的各种去除途径及进展.     

东太湖水源臭氧-活性炭工艺消毒副产物的生成规律与控制

对以东太湖水为水源的臭氧—活性炭处理工艺和常规处理工艺净水厂的消毒副产物生成情况进行了一年的检测,研究了臭氧—活性炭和常规处理工艺各处理单元对消毒副产物生成势的作用情况。结果表明,臭氧—活性炭和常规处理工艺的出厂水中均含有三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈等消毒副产物;与常规处理工艺相比,臭氧—活性炭处理工艺出水中的消毒副产物种类少、总量低,但三溴甲烷、二溴乙酸的生成量高;臭氧氧化能使消毒副产物生成势提高,砂滤工艺对消毒副产物生成势的去除效果稳定,混凝—沉淀工艺比其他工艺单元对消毒副产物生成势的去除效果好,活性炭工艺在夏季对消毒副产物生成势的处理效果比其他季节好。     

饮用水消毒副产物卤乙腈的研究

卤乙腈(HANs)普遍存在于饮用水中,且卤乙腈比三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)等消毒副产物具有更强的遗传毒性、细胞毒性和致癌性。介绍了卤乙腈的种类毒性、分布情况及卤乙腈前体物的种类、卤乙腈的生成过程、卤乙腈的含量控制。其中消毒副产物生成的种类和数量主要与水源水的水质特性、所使用的消毒剂种类和水处理工艺与工况有关,概述了控制卤乙腈前体物与改良消毒工艺及去除已生成的卤乙腈,以减少饮用水中卤乙腈的浓度水平。     

In the Central Committee of the Communist Party of the Soviet Union and the Council of Ministers of the USSR

Power Technology and Engineering -     

分流对弯道水流紊动强度影响的试验研究

采用先进的三维超声波多普勒流速仪（ADV）对不同分流比情况下弯道水流紊动特性进行了系统的试验研究。根据试验数据,探讨了不同分流比工况下弯道水流的紊动机理,分析了其紊动特性,同时对紊动强度分布特点进行了比较。     

前置掺气坎坡度对阶梯溢洪道掺气水流影响的数值模拟

为研究复杂边界条件下气液两相界面的流动及混掺现象对工程建设的影响,结合某大型水电站的溢洪道,利用RNG k-ε模型对其进行三维流场模拟,采用有限体积法离散控制方程,并用GMRES算法进行压力求解,对前置掺气坎式阶梯溢洪道和传统阶梯溢洪道泄流壁面上的高速掺气水流进行数值模拟。结果表明:随着掺气坎坡度的增加,其掺气空腔及掺气浓度均有所增大,随着水流下泄掺气浓度沿程降低,达到一定距离后趋于稳定,掺气浓度值达到了减免空蚀破坏的要求;与传统阶梯溢洪道的模拟结果进行对比可知,增设前置掺气坎后,既可以增加前几级阶梯的掺气浓度使水流提前达到水气平衡,也没有降低阶梯式溢洪道的消能率,为解决传统阶梯溢洪道中出现的工程难题提供了一种新思路。