南方某水源水中天然有机物的特点及氯胺对氯化消毒副产物的控制

在对天然有机物分类的基础上进行了水体中有机物的特性研究，并采用氯胺对不同特性有机物的氯化消毒副产物进行了控制研究。结果表明，疏水酸占有机物总量的24%，疏水中性物质占41%，疏水性有机物占67%；对于三卤甲烷类消毒副产物生成势，疏水酸所产生的最多，疏水碱次之，亲水酸最少；对于卤乙酸类消毒副产物生成势，疏水碱产生的三卤乙酸最多，其次为疏水酸，亲水酸最少。氯胺对不同类有机物氯化消毒副产物控制程度不同，氯胺对疏水中性物质控制三卤甲烷类消毒副产物最好，其次是疏水碱和亲水碱；对疏水酸的三卤甲烷生成量控制较弱，对亲水酸的控制效果最差；氯胺对亲水碱氯化产生卤乙酸的控制效果最好，其次是疏水碱，控制效果最差的为疏水中性物质。     

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。     

预氯化及常规工艺对消毒副产物的影响

以天津市某给水厂的水源水为实验对象,通过在实验室规模上模拟的给水处理厂工艺流程,比较了3种不同工艺流程中各单元出水的三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)和总有机物(TOC)浓度变化,分析了水处理单元工艺和TOC浓度对消毒副产物的影响。结果表明,预氯化生成的三卤甲烷和卤乙酸分别占最终出水中三卤甲烷和卤乙酸浓度的55.7%和66.7%,说明预氯化对出厂水中消毒副产物的产生有显著影响;混凝沉淀和过滤对三卤甲烷的去除率分别为17.2%和19.6%,而卤乙酸在水处理过程中变化不大,仅在过滤之后降低了3.32μg/L,说明过滤对三卤甲烷和卤乙酸均有一定的去除作用,而混凝沉淀仅对三卤甲烷有一定的去除作用;TOC浓度经过水处理工艺后整体呈下降趋势,但分析表明,其浓度对三卤甲烷和卤乙酸的生成影响很小,而氯则是三卤甲烷和卤乙酸生成的重要限制因素。     

O_3和ClO_2氧化NDMA前体的动力学和产物生成规律

以4种含有二甲胺(DMA)官能团的药物和个人护理品(PPCPs)为研究对象,通过研究其降解反应动力学和氧化产物生成规律,确定臭氧(O_3)和二氧化氯(ClO_2)对N-亚硝基二甲胺(NDMA)生成势的控制效果。O_3氧化PPCPs的二级反应速率常数(k)为10~5~10~6(mol·s)~(-1),ClO_2氧化PPCPs的k为10~1~10~2(mol·s)~(-1),ClO_2与O_3均可去除PPCP类NDMA前体。O_3与PPCP反应生成氮加氧产物,加氧在DMA官能团的氮上,该氮加氧产物不再具有NDMA生成势,且O_3与PPCP摩尔比为1:1时,加一氧产物的生成量最大。ClO_2与PPCPs反应时生成去DMA基产物,脱落的DMA也具有NDMA生成势,ClO_2氧化产物仍具有NDMA生成势,且ClO_2与PPCPs的摩尔比为3:1时,去DMA基产物生成量最大。O_3氧化可满足对NDMA生成势的控制,但ClO_2氧化不能满足对NDMA生成势的控制。     

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。     

氯胺消毒对三卤甲烷生成影响因素研究

采用腐殖酸模拟天然水体中消毒副产物前体物,探求了氯氨比、氯胺投加量、总有机碳(TOC)浓度和Br-浓度在氯胺消毒过程中对消毒副产物——三卤甲烷(THMs)生成量的影响。结果表明:(1)随着氯氨比的降低,THMs及各组分的生成量显著减少。(2)THMs的生成量均随着氯胺投加量的增加而增加,且都呈现出了良好的线性关系。当氯胺投加量大于7.0mg/L时,氯代卤化物成了优势产物。(3)随着TOC浓度的增加,THMs生成量增加,且具有一定的线性关系;三氯甲烷和一溴二氯甲烷生成量均增加,氯氨比为3∶1(质量比,下同)时三氯甲烷和一溴二氯甲烷生成量增加了9.86、7.80μg/L,氯氨比为5∶1时则分别增加了15.21、13.62μg/L;三溴甲烷和二溴一氯甲烷生成量均呈现先增加后减少的趋势。(4)随着Br-浓度的增加,THMs、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和三溴甲烷生成量均增加,三氯甲烷生成量减少。溴化物的存在会促进THMs的产生。     

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。     

UV/H_2O_2及活性炭过滤对消毒副产物和条件致病菌的控制

为了考察UV/H_2O_2-活性炭过滤对水体中消毒副产物和条件致病菌的控制效果,采用原水-加氯、原水-活性炭过滤-加氯以及原水-UV/H_2O_2-活性炭过滤-加氯消毒进行了对比研究。对不同处理出水中溶解性有机碳(DOC)、生物可降解有机碳(BDOC)、有机物不同结构组成、消毒副产物、总细菌16S r RNA、三磷酸腺苷(ATP)及条件致病菌等相关指标进行测定分析。结果表明,UV/H_2O_2-活性炭过滤通过去除有机物中富里酸和腐殖酸类物质可以有效控制DOC浓度和后续消毒过程中消毒副产物三卤甲烷和卤乙酸类物质特别是三氯甲烷、二氯乙酸和三氯乙酸的生成。另外,UV/H_2O_2高级氧化也可以有效灭活颗粒黏附态和自由悬浮态的微生物,而UV/H_2O_2-活性炭过滤可以很好地控制BDOC浓度,再通过后续加氯消毒后微生物再生长能力弱,微生物活性也得到有效抑制,该工艺可以很好地控制微生物包括条件致病菌嗜肺军团菌和鸟分枝杆菌的生长。UV/H_2O_2-活性炭过滤可以很好地控制后续加氯消毒过程中消毒副产物的生成和条件致病菌的生长,有一定的应用前景。     

二氧化氯在饮用水消毒中的应用前景

本文通过二氧化氯(ClO_2)对有机卤代物形成的影响、消毒效果、对健康的影响,以及去除水中污染物的能力和ClO_2发生技术等方面的综合评述,认为二氧化氯在饮用水消毒中的应用前景是乐观的。     

南方某市饮用水源三氯乙醛生成特性

以我国南方某市饮用水源为研究对象,分析了不同反应条件下的三氯乙醛(CH)生成情况、CH与常规消毒副产物(DBPs)的相关关系及水质指标与CH生成势(CHFP)的相关关系。结果表明,5~35℃温度范围内,CH生成量随着温度的升高而逐渐升高,45℃时,反应约30 h后CH降解速率大于生成速率,生成量逐渐减少;CH生成量随着p H的升高而逐渐降低,当p H=11时,CH已经完全降解;Cl_2∶TOC=1∶1~4∶1(质量比)时,CH的生成量随着加氯量的增加而增加,但是当Cl_2∶TOC4∶1时,CH的生成量基本保持不变。CH与两类常规DBPs(三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs))之间均为正相关关系,且CH与卤乙酸(HAAs)的相关关系更为显著。与UV_(254)和SUVA_(254)相比,CHFP与TOC线性关系更为显著,可以根据原水的TOC来简单预测水体中的CHFP。     

河流型水源地源水典型氯化消毒副产物及其前体物的强化去除工艺

以长三角某典型河流型水源地源水为研究对象,设计了传统工艺及基于凹凸棒土处理单元的6种强化工艺,对各工艺及其处理单元应用于典型氯化消毒副产物(三卤甲烷和卤乙酸)及其前体物控制的技术和经济可行性进行了系统分析。结果表明,预O3+凹土强化混凝+O3-GAC强化的工艺对上述2种消毒副产物及其前体物的控制效果最佳;在传统工艺中单纯增加O3处理也能在一定程度上提高其对消毒副产物前体物的去除效果;KMnO4控制消毒副产物的效果一般,但KMnO4处理可强化后续单元对消毒副产物前体物的去除效果。各工艺处理出水中三卤甲烷和卤乙酸单项指标均能达标,但传统工艺和经凹土强化混凝+GAC强化的工艺出水三卤甲烷4种化合物的实测浓度与其各自限值的比值之和均大于1.0,不能满足水质要求,必须进行强化处理。凹土强化混凝单元在6种强化工艺条件下对三卤甲烷生成潜能(THMFP)和卤乙酸生成潜能(HAAFP)的去除率较传统混凝单元平均提高15.99%和4.92%;各强化工艺对THMFP和HAAFP的去除率较传统工艺均提高20%以上(除凹土强化混凝+GAC强化的工艺外),消毒副产物产生量降低40%以上,工艺成本降低20%以上。     

于桥水库溶解性有机碳分布特征及三卤甲烷的生成势

通过测定溶解性有机碳以及三卤甲烷生成势等指标,研究于桥水库溶解性有机碳分布特征及其成因,分析三卤甲烷的存在现状和生成势。结果表明:溶解性有机碳浓度波动不大,在入库区最高,出库区最低,说明其整体自东向西沿水流方向在波动中呈下降趋势;三卤甲烷与温度成正相关,采样期间浓度在0~22.3μg/L之间,符合国家相关标准;三卤甲烷生成势浓度变化范围为60~470μg/L,处于中等水平;溶解性有机碳与三卤甲烷生成势具有显著的正相关关系。     

MBR出水氯、紫外、臭氧单独与组合消毒

采用氯、紫外和臭氧单独与2种组合工艺对MBR工艺中试出水进行了消毒实验,研究了不同消毒方式对指示性微生物的去除效果以及消毒副产物三卤甲烷(THMs)生成量随有效氯投加量的变化。结果表明,组合工艺消毒效果明显优于单独消毒效果,紫外剂量为25 mJ/cm2与有效氯投加量为3 mg/L的紫外与氯组合、臭氧投加量为6 mg/L与有效氯投加量为4 mg/L的臭氧与氯组合2种工艺消毒后出水中的总大肠菌群指标均满足《污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)的要求。THMs生成量随着有效氯投加量的增加而增加。相对紫外与氯组合消毒,臭氧与氯组合消毒可以大幅度降低THMs生成量,有效氯投加量为4 mg/L时,THMs生成浓度为14.11μg/L,比氯单独消毒过程降低了37.19%。     

二氧化氯技术在水处理中的应用

二氯化氯技术已在水处理中受到关注并且得到了发展,二氧化氯的氧化性远高于氯和次氯酸钠,又不会生成三卤甲烷、氯胺及氯酚等致癌物质,无卫生学生及污染问题,而且二氧化氯在水中停留时间较长。     

温度对生物活性炭降解卤乙酸的影响

卤乙酸(HAAs)是饮用水中常见的氯和氯胺消毒副产物,具有较高的亲水性与致癌性,为了保证水质与人体健康,各国均对其制定了相关规定。考察了生物活性碳(BAC)对9种HAA的去除性能,并探讨HAA生物降解效果随温度的变化情况与生物反应的去除机理,反应动力学与热力学。结果显示,BAC可有效去除水体中的一卤代与二卤代乙酸,难以去除三卤代乙酸。BAC的生物降解性能明显可分为2个部分:低温(5~15℃)基本不发生生物降解;高温(25~35℃)生物降解性能显著。在不同温度下,HAA的生物降解均符合一级反应动力学,反应速率常数为0.01~0.40 min-1;BAC降解HAA的过程不是逐级氢取代卤而是同时脱去所有卤素的反应,卤代乙酸生物反应的活化能为63.5~89.2 kJ/mol。     

卤代烃与环境问题

卤代烃是广泛应用于化学工业、农业、轻工业及其他方面的一大类化学物质。卤代烃包括卤代脂肪烃和卤代芳烃。卤代烃不溶于水,微溶于醇和醚,但易溶于脂肪。低级的卤代烃如氯代甲烷、溴代甲烷、氟氯甲烷及氯代乙烷等呈气体状态,两个碳原子以上的卤代烃呈液态和固态。碳原子数相同的卤代烃,它们的沸点以碘化物为最高,其沸点顺序为:碘代烃>溴代烃>氯代烃>氟代烃。卤代烃的化     

饮用水中三卤甲烷的生成机理与影响因素研究进展

在饮用水消毒过程中,氯会与天然有机物(NOM)等反应生成消毒副产物(DBPs),三卤甲烷(THMs)是一种主要的DBPs,长期低浓度的THMs暴露对人体有一定的健康风险。THMs和其前驱物种类繁多、生成机理复杂且影响因素诸多,如何抑制消毒过程中THMs的形成是饮用水安全领域的研究热点。通过查阅大量文献,从THMs形成机理及影响因素等方面归纳了目前THMs研究现状,总结了甲基酮、腐殖酸、氨基酸、β-二酮等重要前驱物生成THMs的反应途径,探讨了操作条件以及离子对THMs生成的影响,对该领域未来研究方向进行了展望。     

基于树脂处理和电解联用的卤代消毒副产物控制

天然有机物(NOM)和溴离子是卤代消毒副产物的前体物,氯型阴离子交换树脂可以有效去除这2种前体物,同时交换出氯离子。交换出的氯离子与水源水中天然存在的氯离子通过电解可以产生自由氯用于消毒。将氯型阴离子交换树脂处理与电解联用,通过建立和优化树脂处理与电解消毒方法,实现饮用水中卤代消毒副产物的控制。结果表明:树脂依次经过碱/酸洗、甲醇抽提和5次去离子水清洗后,可以有效减少树脂溶出,并降低氯离子和甲醇的影响;在2 L的模拟水源水样中加入20 mL树脂反应1 h后,可以去除93.7%的NOM和91.2%的溴离子;由树脂交换至水样中的氯离子通过电解氧化,可以在3 min内产生5 mg·L~(-1)的氯。与单独的氯消毒相比,新方法可以削减86.4%的总有机卤素(TOX)。     

固相微萃取-气相色谱分析饮用水中三卤甲烷

大多数自来水厂现仍使用液氯处理作为饮用水消毒的主要技术之一,但在处理过程中会产生有致癌性的三卤甲烷,如氯仿、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和溴仿。为了对饮用水中的三卤甲烷进行研究,采用固相微萃取—气相色谱方法检测分析。研究了搅拌速度、萃取时间、萃取温度、盐含量(NaCl质量分数)和pH对萃取效果的影响,得出最佳优化条件:搅拌速度240r/min,萃取时间15min,萃取温度20℃,NaCl质量分数为20%～30%,pH=6。同时,对分析参数如线性相关性、相对标准偏差、最低检出限及保留时间进行了评价。结果表明,采用固相微萃取—气相色谱方法,拟合曲线得出,在三卤甲烷质量浓度为0.05～2.00、2.00～40.00μg/L时相关系数分别为0.9908～0.9997、0.9907～0.9971;在三卤甲烷质量浓度为5.00、20.00μg/L时,相对标准偏差分别为3.5%～7.6%、1.9%～7.3%,最低检出限为0.005～0.010μg/L;经固相微萃取后,三卤甲烷在气相色谱中的保留时间最短,在6min内。     

氟里昂·大气·人

氟里昂是一类甲烷氯氟代物的总称。目前广泛应用的有两种,一种是二氯二氟甲烷,简称F-12(分子式为CF_2Cl_2,B.P.—29.8℃),另一种是三氯一氟甲烷,简称F-11(分子式为CFCl_3,B.P.23.7℃)。它们已广泛用作致冷剂,泡沫灭火剂,搅拌发泡剂和气溶胶包装品。