二氧化氯对THMFP、TOXFP和无机副产物形成的影响

进行原水和出厂水的研究(1)确定是否二氧化氯参数降低了三卤甲荒(THM)和总有机卤(TOX)的形成,(2)估算二氧化氯(ClO_2)消耗速率及亚氯酸盐形成的相应速率和程度,(3)研究亚氰酸盐在处理水中的稳定性及其它与氯之间的相互作用。这些实验结果表明:ClO_2能减少THM和TOX前驱物质的浓度;并且当加到原水中时,二氧化氯不能持续太长时间,以便维持通过絮凝沉淀池的氧化条件。为了使剩余ClO_2的总量不超过二氧化氯剂量1.2～1.4mg/1,供水单位应满足1.0mg/1的建议极限。     

三卤甲烷和卤乙腈类消毒副产物在14个饮用水厂出水中的浓度水平及原水氯化/氯胺化中的生成势

选取长江、黄河、太湖、海河和辽河流域14个饮用水厂,对出厂水中4种三卤甲烷(THM4)和4种卤乙腈(HAN4)消毒副产物的浓度水平进行了调查,同时评价了原水氯化、氯胺化条件下上述消毒副产物的生成势。结果表明,14个饮用水厂出厂水中THM4和HAN4的浓度范围分别为23.45~57.04μg·L~(-1)和ND~3.29μg·L~(-1),均符合我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的要求。氯化消毒实验中THM4生成势和HAN4生成势范围分别为56.18~183.38μg·L~(-1)和ND~5.98μg·L~(-1);氯胺消毒实验中THM4生成势和HAN4生成势范围分别为4.47~33.84μg·L~(-1)和0.88~5.3μg·L~(-1),与氯消毒相比THM4生成势平均减少86%,HAN4生成势增加61%。生成势结果显示原水中溶解性有机碳(DOC)含量与THM4生成势有良好的相关性,氯和氯胺消毒过程中r2分别为0.69和0.81。     

O3/ H2O2法对生化出水中不同种类有机物的去除效果研究

采用XAD-8/XAD-4吸附树脂联用技术将城市污水生化出水中有机物分为疏水酸、非酸疏水物质、弱疏水物质及亲水物质4类有机物,研究了O3/H2O2法对这4类有机物的去除效果.结果表明:(1)O3/H2O2法对生化出水中有机物的去除效果明显好于O3法、H2O2法.反应60 min时,O3/H2O2法对溶解有机碳(DOC)和254 nm波长处的单位比色皿光程下的紫外吸光度(UV254)的去除率分别达到49%和82%.(2)生化出水经O3/H2O2处理后,一部分疏水性有机物(疏水酸和非酸疏水物质)在反应过程中转化为亲水性有机物(弱疏水物质和亲水物质).(3)生化出水中71%的三卤甲烷生成势(THMFP)由疏水酸和亲水物质产生,特别是疏水酸,其产生的THMFP占总量的48%.反应60 min时,O3/H2O2法对疏水酸、非酸疏水物质、弱疏水物质和亲水物质产生的THMFP的去除率分别为64%、100%、88%和18%.     

饮用水中含氮消毒副产物卤代腈(氰)的生成特性与控制研究进展

卤代腈(氰)是水处理过程中产生的一类含氮的氯化消毒副产物。鉴于这种物质有极强的致畸和致突变性,其细胞毒性也远大于三卤甲烷和卤乙酸等常规消毒副产物,因此成为近年来饮用水中颇受关注的含氮消毒副产物种类之一。卤代腈(氰)在水厂出厂水中被大量检出,其质量浓度基本维持在μg/L,而采用氯胺消毒的出厂水中其浓度明显高于自由氯消毒方式。重点对卤代腈(氰)的物质种类、理化特性、遗传毒性、生产机制、检测方法及控制方法进行综述。鉴于多数卤代腈(氰)类消毒副产物均具有含量低、亲水性强等特点,若生成将难以在饮用水处理工艺中有效去除,因此如何有效控制其生成是卤代腈(氰)研究的主要发展方向。     

基于生物稳定性的贮存水水质变化规律及消毒策略

通过对贮存水中可同化有机碳(AOC)、微生物再生长潜能(BRP)及细菌总数(HPC)等微生物指标变化规律的了解,探究饮用水贮存过程中细菌二次生长、生物稳定性下降等问题。结果表明:在贮存过程中,HPC呈现先上升后下降的趋势;而AOC及BRP则在贮存初期(2 d内)出现上升,后基本保持稳定。通过向贮存水中投加不同浓度的氯或氯胺,研究了不同种类、不同浓度的消毒剂对贮存水HPC的影响及其衰减速率的变化规律。结果表明:随着氯或氯胺初始投加量的增加,HPC开始增加及达到峰值所需时间延长,且HPC峰值下降;当氯或氯胺初始投加量达到1.0 mg·L~(-1)以上,贮存水中氯残留量0.05 mg·L~(-1)或氯胺残留量0.5 mg·L~(-1)时,即可保证贮存过程HPC100 CFU·mL~(-1)。与氯消毒相比,氯胺消毒剂的衰减速率更为缓慢,可长期维持贮存水中较高的消毒剂残留,进而控制贮存水中HPC处于相对较低的范围,更有利于保证贮存水生物的稳定性。     

新型多功能螯合树脂的合成及对水中Cd(II)离子的吸附特征

研究了使用交联聚苯乙烯叔胺树脂为前驱体与5-氯甲基水杨醛经搅拌反应合成季铵盐型多功能螯合树脂及其对水中Cd(Ⅱ)离子的吸附特征。结果表明,水杨醛单元成功地连接到树脂表面,其含量为1.89 mmol/g。通过浓度、pH值、时间等条件的变化对吸附性能进行研究,得到了25℃时Cd(Ⅱ)的最佳吸附条件:Cd(II)离子浓度为600μg/L,pH=6.0,吸附达平衡的时间约为4 min,树脂的最大吸附量为200.0μg/g,吸附符合Langmuir等温式。pH=6.0时,对重金属离子Zn(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)吸附能力强但选择性较差。     

回归统计模型、输入输出模型在镜泊湖水质预测中的应用

国内湖泊水质预测主要采用回归统计模型研究化学耗氧物质(COD)浓度的变化规律,运川黑箱理论的输入输出模型研究湖泊总氮、总磷浓度的变化规律。本文主要是结合我国北方高山型湖泊——镜泊湖湖区的工农业生产发展情况,研究适用于镜泊湖水质预测模式。     

饮用水中卤代产物及前驱物的形成与控制

简述了目前国内对饮用水中卤代烃类化合物的研究现状，根据对饮用水中卤代产物的形成及浓度受水源水中前驱物、饮用水消毒处理方法等因素的影响，阐述了控制饮用水消毒过程中卤代烃的形成途径。     

氯消毒对城市污水中DOM的三维荧光特性影响

在城市污水二级出水氯消毒过程中,通过对溶解性有机物(DOM)的三维荧光光谱(3DEEM)分析及反应过程中三卤甲烷(THMs)生成量的连续测定,分析各类荧光物质随加氯反应时间的变化规律,探讨其与THMs生成量之间的关系,以此来推测THMs的主要前驱物质。结果表明,加氯后0～6 h内,各反应时间点三维荧光光谱图的等高线的密集程度较原二级出水明显降低,荧光峰的荧光强度减少40%～70%,说明DOM与氯发生反应,芳香构造化程度及不饱程度降低,从而失去荧光特性。其中,简单芳香族蛋白质(酪氨酸类)、腐殖酸类及富里酸类物质在加氯前后荧光强度变化较大,是生成THMs的主要前驱物质。THMs的生成量随反应时间的增加呈现明显的上升趋势,15 min内各类荧光特性有机物的荧光强度减少约50%左右,同时生成了50.17%的THMs。     

含17β-雌二醇饮用水氯化消毒前后水质生物毒性的变化

选择饮用水中经常暴露的17β-雌二醇(E2)为研究对象,考察了含有E2饮用水在氯化消毒前后的水质生物毒性变化规律。小球藻急性毒性实验结果表明,不同浓度E2(0、2、4、8、16 mg·L~(-1))单独暴露条件下,其对小球藻的生长抑制率呈现出较为明显的剂量-效应关系,即随着E2暴露浓度的升高,对小球藻的生长抑制率有所增加;在较高氯投量下(E2与氯摩尔浓度比值为1∶2和1∶5),氯化消毒后水样对小球藻的生长抑制率均高于氯化消毒前,而在低氯投量下(E2与氯摩尔浓度比值为4∶1和1∶1),水样对小球藻的生长抑制率均低于氯化消毒前,表明低氯投量可降低E2产生的水质急性毒性风险。小球藻酶活性实验结果表明,无论是SOD活力、CAT活力,还是MDA含量,并没有出现因受E2暴露和氯氧化胁迫而产生显著上升的趋势,表明E2单独暴露或E2经氯化消毒后并不会对小球藻的酶活性产生显著影响。     

多相芬顿-活性炭工艺强化饮用水消毒效果

为了考察多相芬顿-活性炭工艺对饮用水中微生物消毒效果的影响,采用中试对活性炭工艺与多相芬顿-活性炭工艺进行了对比研究。该中试对水中溶解性有机物(DOC)、总细菌16S rRNA、三磷酸腺苷(ATP)及胞外多聚物(EPS)含量与性质进行了分析。结果表明,多相芬顿-活性炭工艺能够将出水DOC浓度控制在(0.90±0.11) mg·L~(-1),并使得EPS减少83.2%,降低EPS中蛋白质/多糖(PN/PS)比值,其凝聚性明显下降,在相同氯浓度投加情况下水中微生物16S rRNA基因拷贝数去除量提高了3.5个对数量级,ATP浓度降低为0.016 nmol·L~(-1)。因此,多相芬顿-活性炭工艺明显提高了对有机物的去除能力,显著降低EPS中蛋白质的含量,使得微生物凝聚性变差,微生物更加容易被消毒剂灭活,该工艺强化了饮用水消毒效果。     

VUV/UV/Cl2工艺去除饮用水中的乐果

乐果是常规饮用水处理技术难以去除的一种典型有机磷农药。为了能够控制并去除饮用水中的农药残留,达到进一步净化水质的目的,建立了降解动力学模型,采用模拟降解饮用水中乐果的方法,对比了乐果在紫外(UV)、氯(Cl2)、紫外/氯(UV/Cl2)、真空紫外/紫外(VUV/UV)和真空紫外/紫外/氯(VUV/UV/Cl2)5种工艺下的去除效果,并考察了乐果初始浓度、Cl2投加量、溶液p H、水中共存天然有机物(NOM)和无机阴离子(N O_3~-、Cl-、HCO_3~-、SO_4~(2-))对VUV/UV/Cl2工艺降解乐果的影响。结果表明:VUV/UV/Cl2对乐果的降解效率最高,乐果的去除率随其初始浓度的增加而减小;适当增加Cl2投加量,可提高乐果的降解效率;提高p H有利于乐果的降解;NOM对乐果的降解有一定的抑制作用;水中共存无机阴离子NO_3~-、Cl-和HCO_3~-可以捕获反应体系中的强氧化性羟基自由基(HO·),对乐果的降解起到抑制作用,而SO_4~(2-)因其捕获HO·的速率很低,无抑制作用。     

紫外-氯顺序灭活地下水源水中真菌的效能

以地下水源水中真菌为研究对象,研究了单独紫外线灭活、单独氯灭活以及紫外线-氯顺序灭活的灭菌效果,同时对单独消毒剂灭活进行了动力学研究,确定了其动力学参数。结果表明:单独紫外线灭活时,在相同紫外剂量(I·t)下,高紫外强度(I)下真菌的灭活效果优于低紫外强度的灭活效果;紫外线灭活符合一级光化学反应,其速率常数k为0.044~0.077 cm2·(m W·s)~(-1)。单独氯灭活时,氯浓度2.0 mg·L~(-1),作用30 min,真菌灭活率达到95%;氯衰减符合一级衰减模型,即氯灭活真菌符合一级动力学反应,其速率常数k为0.056~0.081 L·(mg·s)~(-1)。紫外线-氯顺序灭活时,高紫外剂量-低加氯量可以达到低紫外剂量-高加氯量的灭活效果;真菌完全灭活时,紫外剂量从5 m J·cm~(-2)增加到30 m J·cm~(-2),加氯量可降低1~2 mg·L~(-1),减少了消毒副产物的生成量,降低了生态环境风险;紫外线与氯顺序灭活具有协同效应。     

三种消毒剂的亚急性毒性比较研究

在独立的亚急性毒性研究中,雄性和雌性斯普拉格—道利小鼠连续90天,在它们的饮用水中施放不同剂量的氯、一氯胺或二氧化氯。这些消毒剂中,没有一个以任何使用的浓度造成小鼠死亡。试验的最高氯剂量(250mg/l),也无察觉的有害影响水平,200mg/l(最低可察觉的有害作用水平)时,一氯胺造成了两种性别小鼠体重和器官重减少,红血球细胞计数和血清钙在雄鼠中的稍微降低,二氧化氯在浓度低至25mg/l时,造虎同剂量有关的体重和器官重减少,但它的最有意义的毒性作用是在所有浓度下鼻损伤的症侯。     

柚皮粉对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

采用柚皮粉吸附去除水中Cr(Ⅵ)。考察了pH、吸附时间、柚皮粉用量和Cr(Ⅵ)初始浓度等因素对吸附效果的影响,测定了吸附等温线,对等温吸附规律及吸附机理进行了探讨。结果表明,pH、吸附时间、柚皮粉用量、Cr(Ⅵ)初始浓度、温度等因素对柚皮粉吸附水中Cr(Ⅵ)有显著影响。适宜的吸附条件为:pH 1.5,吸附时间6 h,柚皮粉用量0.5 g/100 mL,Cr(Ⅵ)初始浓度不大于10 mg/L,温度25℃。在该条件下,Cr(Ⅵ)的去除率可达98%以上。柚皮粉对水中Cr(Ⅵ)的等温吸附规律可用Freundlich、Langmuir和Temkin模式较好地描述,吸附呈单分层形式,吸附性能良好,吸附易于进行。柚皮细胞成分中的活性基团与Cr(Ⅵ)发生表面络合作用是吸附的主要机理。     

城市污水再生氯消毒过程中HAAs生成及迁移转化

针对城市污水再生处理工艺中卤乙酸类(HAAs)消毒副产物和卤乙酸生成潜能(HAAFP),结合三维荧光光谱,分析HAAs及其前体物的变化规律。结果表明,二级出水经2次加氯过程后,再生出水中的总卤乙酸浓度增加了90%,其中溴代乙酸的增幅最大,占增加量的82%。卤乙酸生成潜能较大的为氯代乙酸类物质,说明水中存在大量的氯代乙酸前体物。从工艺过程来看,总卤乙酸生成潜能与总有机物荧光强度分别下降了32%和28%,表明该再生处理工艺对HAAs前体物有一定的去除作用。     

三氯异氰尿酸在窖水中的余氯衰减规律及消毒效果

为保持集雨窖水水质,提高饮用水安全性,采用向窖水中投加三氯异氰尿酸(trichloroisocyanuric acid,TCCA)的消毒方法,检测主体水的余氯衰减规律和微生物的变化情况,重点研究了消毒剂投加量、温度及pH等因素的影响。实验结果表明:余氯衰减过程符合一级动力学模型;随初始氯投加量的增大,水中余氯衰减量增大,余氯衰减系数减小且与初始投加量的倒数成线性正相关;随水中有机物等反应物浓度的降低,余氯衰减量减少,余氯衰减系数减小;随温度的升高,余氯衰减量增大,衰减系数增大;随pH的增大,余氯衰减量减少,衰减系数减小;水中菌落总数的灭活率随消毒剂投加量的增加而增大。当消毒剂浓度为1.5～2.5 mg·L~(-1)时,在60 min内可完成对菌落总数99.0%的灭活;当消毒剂浓度大于2.5 mg·L~(-1)时,在30 min内可完成对菌落总数99.9%的灭活。在pH为6～9时,pH越小,消毒效果越好;在10～30℃时,温度越高,消毒效果越好;水中氨氮存在时,氯胺的生成会减弱短期消毒效果。与传统氯制消毒剂相比,TCCA在窖水消毒方面有较好的应用前景。     

维生素B_(12)协同纳米Fe/Cu双金属对五氯酚的催化降解与机理

针对水中含氯有机物的脱氯降解,制备了Fe/Cu双金属纳米颗粒,并引入维生素B12,研究铜负载率和维生素B12的剂量对以五氯酚为典型污染物的脱氯效果。结果表明:维生素B12和纳米零价铜能够有效提升五氯酚的脱氯速率及脱氯程度,脱氯率从4.52%增加到78.55%,降解产物从四氯酚进一步降解为苯酚。实验发现增加铜负载率可使双金属比表面积增大,催化活性位增多;增加维生素B12浓度可促进体系电子传递,使体系还原反应活性提升。铜负载率和维生素B12浓度过大均会使体系反应速率减缓甚至抑制。实验优化铜负载率为10%(质量分数),维生素B12浓度为20 mg·L~(-1)。探讨纳米零价铜和维生素B12的催化机理,以期对降解含氯有机物提供可操作性的参考。     

氯代有机污染物在厌氧条件下还原脱氯的研究进展

对氯代有机污染物在产甲烷和硫酸盐还原条件下还原脱氯的研究成果进行了综述 ,并介绍了国内外加速厌氧条件下还原脱氯的方法与成果以及缓释氢物质 (hydrogenreleasecompounds ,HRC)的工作原理与工程应用。此外 ,作者还对厌氧还原脱氯的机理和未来的研究方向进行了讨论和展望     

修订版大气导则与现行大气导则推荐模式实例对比验证分析

介绍了现行大气导则推荐预测模式的不足及修订版大气导则推荐模式AERMOD与ADMS的特点,并分析了不同推荐模式的功能及适用范围.以美国环境保护署两个试验场(Clifty Creek(简单地形)和Epri Bowline(建筑物下洗))的数据资料为基础,分别用修订版大气导则推荐模式AERMOD与ADMS及现行大气导则推荐模式计算小时浓度、日均浓度及年均浓度,并采用统计法(最大值比较法、高端值比较法、相对偏差比较法)和图形法(Q-Q对比图)进行模式比较分析.结果表明,在简单地形下,3种预测模式小时浓度预测精度接近,修订版大气导则推荐模式在可靠性上要优于现行大气导则推荐模式;在考虑建筑物下洗的复杂条件下,AERMOD、ADMS模式的预测结果普遍比现行大气导则推荐模式要好;现行大气导则推荐模式无法应用于计算建筑物下洗的模拟条件.