南水北调丹江口水库水氯(胺)化消毒副产物产生特性与消毒工艺对比

系统研究了南水北调中线工程水源——丹江口水库水在氯(胺)化消毒条件下,常规消毒副产物的产生特性,考察了消毒方式、消毒剂投加量、接触时间、p H和溴离子浓度等因素的影响,并对消毒工艺参数进行了优化.结果发现,丹江口水库水经氯化消毒可产生三氯甲烷、二氯一溴甲烷等常规含碳和较低浓度二氯乙腈、三氯硝基甲烷等含氮消毒副产物,而氯胺化消毒仅产生三氯甲烷和三氯硝基甲烷等消毒副产物(disinfection by-products,DBPs).自由氯消毒过程产生的各类型DBPs浓度约为氯胺消毒的7.5倍,短时自由氯转氯胺方式DBPs产生量介于两者之间;随着自由氯投加量增加,各类型消毒副产物均呈现增加趋势,投加量大于2 mg·L-1后DBPs增加量较少.随氯胺投加量增加,三氯甲烷生成量变化不大,投加量大于2mg·L-1后可产生三氯硝基甲烷等副产物.随反应时间延长,自由氯的衰减速率明显大于氯胺,同时消毒副产物增长量明显快于氯胺消毒.随着p H升高,自由氯消毒后三卤甲烷含量呈现增加趋势,而氯胺消毒后变化不明显.随溴离子浓度的增加,自由氯和氯胺消毒后副产物类型均向溴代DBPs转变,同时总生成量明显增加,自由氯消毒DBPs增长量明显大于氯胺消毒过程.丹江口水库水采用氯胺化消毒可以降低消毒副产物的生成风险,如采用自由氯消毒方式,水厂需根据实际常规处理工艺重点控制自由氯的投加量等参数.     

污水氯、二氧化氯消毒处理中水质及毒性变化的比较

分别从水质和毒性2方面比较了氯、二氧化氯消毒对污水的影响.结果表明:在水质特性方面,氯消毒对污水色度影响不大,而二氧化氯消毒明显降低了污水的色度;氯、二氧化氯消毒前后污水的DOC基本没有变化;氯消毒后污水的UV₂₃₀明显增加,二氧化氯消毒后污水的UV₂₃₀略有降低,当二者投加量均为30mg/L时,氯消毒使污水的UV₂₃₀增加约0.7cm^-1,二氧化氯消毒使污水的UV₂₃₀降低约0.05cm^-1.在毒性生成方面,氯、二氧化氯消毒产生的急性毒性均随消毒剂投加量的增加而增大,氯消毒产生的急性毒性明显高于二氧化氯消毒;氯消毒在一定程度上增大了污水的遗传毒性,而二氧化氯消毒在一定程度上降低了污水的遗传毒性.     

环境友好消毒剂二氧化氯的灭活效果和消毒副产物

消毒是一个非常重要水处理单元过程,但常规消毒剂氯气会产生具有"三致"作用的消毒副产物.二氧化氯(ClO2)灭活效率高,消毒副产物的危害小,是一种环境友好消毒剂.总结了ClO2对水中细菌、病毒、乙肝表面抗原(HBsAg)、原生动物、浮游动物、藻类等的灭活效果,分析了温度、pH、CT(ClO2浓度×灭活时间)等对ClO2灭活水中微生物效果的影响,探讨了ClO2消毒过程中产生的副产物的性质,提出了相应的控制方法,展望了ClO2在水处理中的应用前景.     

再生水紫外线-氯联合消毒工艺特性研究

以二级出水作为消毒对象,比较了紫外线-氯联合消毒与单一紫外线消毒对水中肠道指示菌的灭活效果,考察了联合消毒工艺副产物(三卤甲烷)生成情况.结果表明,单一紫外线消毒对肠道指示菌的灭活曲线在剂量大于10mJ/cm2时存在拖尾现象,剂量为80mJ/cm2时对总大肠菌群最高对数灭活率约为2.5;而在紫外线剂量20mJ/cm2、氯投加量8mg/L(接触时间30min)条件下,紫外线-氯联合消毒对总大肠菌群的对数灭活率达到7.0.20mJ/cm2紫外线与8mg/L氯消毒组合及80mJ/cm2紫外线与3mg/L氯消毒组合均可有效灭活总大肠菌群浓度至3CFU/L以下.经紫外线照射后再氯消毒,二级出水中三卤甲烷生成量仅为10~55mg/L.80mJ/cm2紫外线照射再氯消毒后三卤甲烷生成量略高于20mJ/cm2紫外线照射再氯消毒的情形.紫外线消毒后投加氯消毒,可有效提高再生水消毒效果,控制消毒副产物生成量.     

二氧化氟消毒无机副产物的产生及控制

二氧化氯消毒的副产物（DBPs）主要以无机的亚氯酸根和氯酸根为主，其中亚氯酸根可能对人体健康产生负面影响。本文在国内外大量研究资料的基础上，结合我国应用二氧化氯的实践，分析了二氧化氯消毒无机副产物的产生及可行的去除方法，认为用亚铁还原法控制及去除亚氯酸根是一种经济合理行之有效的方法，同时对硫化物还原法、活性炭吸附法和臭氧氧化法的特点进行了比较，对二氧化氯消毒工艺的正确应用进行了探讨。     

城镇污水处理厂次氯酸钠消毒工艺对出水BOD_5测定影响探讨

本文研究了城镇污水处理厂次氯酸钠消毒工艺对BOD5测定结果的影响,并对污水杀菌工艺进行了初步研究。实验表明次氯酸钠的投加,会消耗水中的微生物,并且产生消毒副产物抑制微生物生长,从而对BOD5的测定产生干扰。反应时间30min时,3.0mg/L的加氯量可以使粪大肠菌群小于800个/L,达国标要求。增加反应时间可以减少氯的使用。当次氯酸钠投加量大于5mg/L时,此时余氯含量大于1.05mg/L,BOD5受到显著抑制,应在除氯后用非稀释接种法测定。污水处理厂可以采用增加停留时间等方式改善工艺,减少次氯酸钠投加量。     

二氧化氯消毒无机副产物的产生及控制

二氧化氯消毒的副产物(DBPs)主要以无机的亚氯酸根和氯酸根为主,其中亚氯酸根可能对人体健康产生负面影响。本文在国内外大量研究资料的基础上,结合我国应用二氧化氯的实践,分析了二氧化氯消毒无机副产物的产生及可行的去除方法,认为用亚铁还原法控制及去除亚氯酸根是一种经济合理行之有效的方法,同时对硫化物还原法、活性炭吸附法和臭氧氧化法的特点进行了比较,对二氧化氯消毒工艺的正确应用进行了探讨。     

饮用水含氮与含碳消毒副产物的生成潜能及其毒性

消毒副产物生成潜能测试常用于表征水中消毒副产物的前体物含量.不同于三氯甲烷等含碳消毒副产物,二卤代乙腈（DHANs）与二卤代乙酰胺（DHAcAms）等含氮消毒副产物在氯消毒的余氯存在下易分解,并且在氯胺消毒过程中可由氯胺提供氮源生成,因此常用于含碳消毒副产物的生成潜能测试方法（如Krasner提出的测试法）可能无法有效揭示DHANs与DHAcAms的前体物水平.本研究以三氯甲烷和氯醛两种含碳消毒副产物为对比,考察DHANs与DHAcAms在饮用水氯消毒与氯胺消毒过程中不同投氯量与反应时间下的生成量,识别最大生成量对应的消毒条件,以便更好地评估水样中DHANs与DHAcAms的前体物浓度.同时,对消毒过程中生成的这些挥发性消毒副产物进行毒性评价.结果显示,两个水样氯消毒的DHANs与DHAcAms生成量分别为6.19~40.08、1.34~15.75 nmol·mg^-1（mg^-1以TOC计）;氯胺消毒的DHANs与DHAcAms生成量分别为2.63~21.46、18.43~49.99 nmol·mg^-1.Krasner测试法条件下的DHANs与DHAcAms生成量均最低.在投氯量为TOC+8×NH₃-N、反应时间为24 h的氯消毒条件下,氯胺投加量20×TOC、反应时间为3 d的氯胺消毒条件下,两个水样具有最高水平的DHANs与DHAcAms生成量,并且消毒副产物毒性也高于Krasner法测试条件下的毒性水平.因此,氯消毒采用投氯量TOC+8×NH₃-N、反应时间24 h,氯胺消毒采用投加量20×TOC、反应时间3 d的生成潜能测试条件可能更好地揭示水中DHANs和DHAcAms的前体物浓度水平.     

二氧化氯与氯联合消毒剑水蚤死体溶出物生成消毒副产物的影响研究

以剑水蚤死体溶出物为研究对象,通过二氧化氯预氧化与氯联合消毒,改变二氧化氯的投加量,预氧化时间,pH和温度等条件对消毒副产物的形成进行研究,结果表明,随着二氧化氯投加量增加,1,1-DCP,TCM,1,1,1-TCP和CH浓度均呈下降趋势。1,1-DCP和TCM的浓度随着二氧化氯预氧化的时间的增加而降低,1,1,1-TCP随着预氧化时间增加而升高,TCM没有明显的变化趋势。CH,1,1-DCP,1,1,1-TCP,的浓度随着pH增加而降低,TCM的浓度随着pH的增加而升高。当改变温度时,1,1-DCP,1,1,1-TCP随着温度升高而降低,TCM随着温度升高而增加,CH在10~20℃升高之后降低。     

不同预氧化剂对长江原水氯(胺)化DBPs生成潜能的影响

以取自上海市杨树浦水厂的长江原水为研究对象,对比分析了3种常见预氧化剂二氧化氯(ClO2)、高锰酸钾(KMnO4)及氯(Cl2)预氧化对削减氯化和氯胺化消毒副产物(DBPs)生成潜能的效果情况.氯化培养实验结果表明,3种预氧化剂的处理对DBPs总量的去除效果均不显著,经ClO2、Cl2及KMnO4作用后可分别削减8.4%、5.7%及3.9%,效果为ClO2>Cl2>KMnO4.对于长江原水使用氯化消毒时,采用ClO2作为预氧化剂可取得对消毒副产物较好的去除效果.氯胺化培养实验结果表明,3种预氧化剂处理对长江原水氯胺化DBPs的生成潜能影响有较大差异,经ClO2和KMnO4作用后可分别削减18.1%及4.1%,而预氯化后则增高12.3%,对于长江原水使用氯胺化消毒时,采用ClO2作为预氧化剂可取得对消毒副产物较为明显的去除效果.同时,应尽量避免使用预氯化后加氯胺化的组合,以防止在水处理过程中生成更多的DBPs而影响出水水质.     

污水二氧化氯和氯消毒过程中遗传毒性的变化及氨氮的影响

采用umu遗传毒性测试方法考察了二氧化氯和氯消毒对几种城市污水生物处理出水遗传毒性的影响,发现当二氧化氯消毒剂从0　mg/L增加到30　mg/L时,几种污水的遗传毒性均先迅速降低后趋于稳定,而当氯消毒剂从0　mg/L增加到30　mg/L时,几种污水的遗传毒性的变化规律不同.进一步研究氨氮对污水消毒过程中遗传毒性变化的影响,发现氨氮对污水二氧化氯消毒过程中遗传毒性的变化规律没有显著影响,但是对污水氯消毒过程中遗传毒性的变化规律却起着至关重要的作用.当氨氮含量较小（<10～20　mg/L）时,污水氯消毒后的遗传毒性小于消毒前;当氨氮含量较大时（>10～20　mg/L）,污水氯消毒后的遗传毒性大于消毒前.     

二氧化氯制备方法研究进展

二氧化氯是一种具有高氧化性和强消毒性的化合物,本论文介绍了二氧化氯制备的化学法、电解法以及电化学法,并对几种工艺方法的优缺点进行了分析和比较,适合工业化生产的工艺主要是化学法中的氯酸钠法和亚氯酸钠法。     

污水氯和二氧化氯消毒过程中溶解性有机物变化的三维荧光光谱解析

采用三维荧光光谱（3DEEM）技术对污水在氯和二氧化氯消毒过程中溶解性有机物（DOM）的变化进行了初步解析.结果表明,与饮用水、地表水等不同,生物处理出水含有较多的芳香族蛋白质和溶解性微生物代谢产物,且其中的腐殖质主要为生物源,芳香性较弱.在氯和二氧化氯消毒后,污水DOM中的芳香族蛋白质和微生物代谢产物类物质的荧光峰发生蓝移,即峰值的激发或发射波长减少了几个nm,这可能由芳香环结构的破坏引起;而腐殖质类物质的荧光峰发生红移,即峰值的激发或发射波长增加了几个到二十几个nm,此现象与地表水相反,可能与腐殖质的来源不同有关.与遗传毒性的变化类似,氨氮对水样氯消毒后的荧光变化有明显影响,但对二氧化氯消毒后的荧光变化无明显影响.     

Change in genotoxicity of wastewater during chlorine dioxide and chlorine disinfections and the influence of ammonia nitrogen

The effects of chlorine dioxide and chlorine disinfections on the genotoxicity of different biologically treated sewage wastewater samples were studied by umu-test. The experiment results showed that when chlorine dioxide dosage was increased from 0 to 30 mg/L, the genotoxicity of wastewater first decreased rapidly and then tended to be stable, while when the chlorine dosage was increased from 0 to 30 mg/L, the genotoxicity of wastewater changed diversely for different samples. It was then found that ammonia nitrogen did not affect the change of genotoxicity during chlorine dioxide disinfection of wastewater, while it greatly affected the change of genotoxicity during chlorine disinfection of wastewater. When the concentration of ammonia nitrogen was low (< 10–20 mg/L), the genotoxicity of wastewater decreased after chlorine disinfection, and when the concentration of ammonia nitrogen was high (> 10–20 mg/L), the genotoxicity of wastewater increased after chlorine disinfection.     

二氧化氯杀灭拟柱孢藻的研究

对于来自某饮用供水水库的拟柱孢藻,研究二氧化氯投加量、藻的初始浓度、pH值、有机物含量和氨氮含量对二氧化氯杀灭拟柱孢藻的效果的影响,探讨二氧化氯氧化与混凝工艺结合的去除拟柱孢藻的最佳工艺条件。结果表明,拟柱孢藻的杀灭率随着二氧化氯投加量增大而提高,随着pH的升高及有机物含量的增大而下降;杀藻量随着藻初始浓度的增大而增大。氨氮对二氧化氯杀灭拟柱孢藻基本没有影响。对于以拟柱孢藻为优势藻的某饮用供水水库原水,二氧化氯氧化与混凝工艺结合除藻的最佳工艺条件为:二氧化氯投加量0.5 mg/L,聚合氯化铝15 mg/L,二氧化氯与混凝剂一起投加。在此条件下,除藻率为98.90%,余浊为1.59 NTU。工艺条件正交试验的直观分析说明影响除藻率的因素依次为:二氧化氯投加量>混凝剂投加量>投加顺序。     

饮用水中二氧化氯及其无机消毒副产物的检测技术研究

饮用水的消毒技术及其副产物一直受到广泛的关注,文章重点介绍了国外饮用水中二氧化氯和其无机消毒副产物检测技术以及在中国应用状况.二氧化氯的检测方法有很多种,包括碘量滴定法、紫外分光光度法、荧光光度法、电流滴定法、离子色谱法等.在众多二氧化氯分析方法中,五步碘量法、连续五步碘量法和紫外分光光度法的应用最为广泛.     

两点短时游离氯后转氯胺的顺序氯化消毒工艺研究

基于顺序氯化消毒工艺的原理,采用两点短时游离氯后转氯胺的两点顺序氯化消毒工艺,即在过滤和清水池前的两点分别加氯,并在清水池加氯后立即加氨转化为氯胺消毒的工艺,该工艺在常规处理工艺的给水厂进行了消毒试验.结果表明,加氯点的适当提前,不仅有利于控制消毒副产物的生成量,而且有效抑制了滤池中的生物膜滋生.两点顺序氯化消毒工艺中生成的卤代消毒副产物比相同条件下一次性加入等量的氯消毒剂的消毒方法产生的三卤甲烷(THMs)平均减少了51.6％,卤乙酸(HAAs)平均减少了46.7％.细菌学指标HPC的结果也显示出了该工艺在保障水质的微生物安全方面的优势.     

组合氯化消毒工艺的卤代消毒副产物生成特性

比较4种单独使用氯或组合氯化消毒工艺在较长管网停留时的卤代消毒副产物生成情况.4种工艺为单独游离氯消毒、氯胺消毒、清水池游离氯消毒后转氯胺的先氯后氨消毒、短时游离氯后转氯胺的顺序氯化消毒工艺.结果表明,游离氯消毒工艺在管网停留时间长时,卤代消毒副产物会持续大量的生成,而一氯胺消毒工艺生成的卤代消毒副产物量很低.目前使用较为普遍的先氯后氨消毒工艺与游离氯消毒相比,可以降低卤代消毒副产物的生成量,管网停留24 h时,三卤甲烷的生成量降低了9.6%,卤乙酸的生成量减低了42%.但是先氯后氨消毒工艺由于游离氯接触时间约为2 h,卤代消毒副产物已经大量生成.短时游离氯后转氯胺的顺序氯化消毒工艺,由于控制了游离氯的接触时间,可以在保障消毒工艺灭活微生物效果的同时更为有效地控制卤代消毒副产物,管网停留24 h时,三卤甲烷的生成量与单独游离氯消毒工艺相比降低了48%,卤乙酸的生成量减低了72%.因此,顺序氯化消毒工艺可以更好地控制卤代消毒副产物的生成,提高水质安全性.     

基于影响因素分析的给水管网主体水余氯衰减模型

余氯在管网中主要发生主体水反应和管壁反应。一方面自身会不断消耗衰减,导致管网末梢处余氯值达不到要求,另一方面,氯会与水体中的某些有机物反应生成三卤甲烷等消毒副产物。以上作为氯消毒的两个主要问题,既相互矛盾又相互联系。其中余氯在主体水中的反应受到多种因素的影响,这些因素包括温度,初始余氯浓度和水体水质情况等等。论文在正交试验设计的基础上,通过对试验结果的极差和方差分析,得出结论:温度是影响余氯衰减的最主要因素,其次是水体水质情况,影响最小的是初始余氯浓度。在正交试验结果的基础上做定性分析的同时,采用编程拟合建立了改进的主体水余氯衰减模型,得到的参数组合为A=21 428 571,m=0.539,α=2.903。该改进模型不仅能很好地拟合试验结果,而且由于是基于正交试验所建立,模型的代表性和适用性都更加优越。