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。     

微污染水源水中消毒副产物前体物的去除

采用生物接触氧化法对北京某水库的微污染水源水中消毒副产物前体物的去除进行了研究。结果表明,水源水和生物接触氧化柱(简称生化柱)出水中的消毒副产物前体物氯化后形成的消毒副产物三卤甲烷(THMs)以CHCl3,CHCl2Br和CHBr2Cl为主,其中CHCl3含量最高,约占THMs的70％。水温对THMs前体物的去除有很大的影响,水温15．8℃时,生化柱对THMs前体物的去除率为65．2％;当水温由15．8℃降至12．8℃时,THMs前体物的去除率由65．2％降至18．8％。2002年11月至2003年1月间,生化柱UV254吸收值的平均去除率为11％。     

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。     

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。     

臭氧对饮用水中氯化消毒副产物生成的影响

以北京市某水厂砂滤池出水为实验原水,研究了臭氧曝气时间对实验原水中天然有机物(NOM)性质、结构及氯化消毒副产物生成的影响。通过高效凝胶色谱、三维荧光光谱、红外光谱等检测分析方法对水中NOM进行表征后发现,经臭氧作用后水样DOC浓度升高、亲水性增加、芳香性及重均分子量下降。有机物中羟基、碳碳双键或碳氮双键及其共轭体系、脱质子羧基官能团与氯反应活性较强。综合考虑臭氧作用后NOM性质、结构变化及氯化消毒副产物生成量的改变,选择最佳臭氧接触时间为12 min。     

离子色谱在饮用水消毒副产物及高氯酸盐分析中的应用

介绍了离子色谱在饮用水中消毒副产物及高氯酸盐分析中的应用。重点介绍了离子色谱测定饮用水中溴酸盐和高氯酸盐的方法。简单介绍了卤代乙酸和氯酸盐的离子色谱测定法及离子色谱-质谱联用技术在饮用水消毒副产物及高氯酸盐分析中的应用。     

氯胺消毒对三卤甲烷类消毒副产物的控制研究

在氯消毒研究的基础上,研究氯胺对消毒副产物的控制,将氯与氨氮的比值降至5,能够使单独氯消毒所生成消毒副产物减少89%,二溴一氯甲烷也不再检出;消毒副产物的生成量与氯胺的投加量呈很好的线性关系;接触时间对消毒副产物的生成量影响很小,24 h增加缓慢;pH升高至8消毒副产物的总量比pH为7时减少82.3%,一溴二氯甲烷不再检出;氯胺代替氯消毒能够很好地控制溴代消毒副产物种类和总量.     

离子色谱在饮用水消毒副产物及高氯酸盐分析中的应用

介绍了离子色谱在饮用水中消毒副产物及高氯酸盐分析中的应用。重点介绍了离子色谱测定饮用水中溴酸盐和高氯酸盐的方法。简单介绍了卤代乙酸和氯酸盐的离子色谱测定法及离子色谱-质谱联用技术在饮用水消毒副产物及高氯酸盐分析中的应用。     

氯胺消毒对三卤甲烷类消毒副产物的控制研究

在氯消毒研究的基础上,研究氯胺对消毒副产物的控制,将氯与氨氮的比值降至5,能够使单独氯消毒所生成消毒副产物减少89%,二溴一氯甲烷也不再检出;消毒副产物的生成量与氯胺的投加量呈很好的线性关系;接触时间对消毒副产物的生成量影响很小,24 h增加缓慢;pH升高至8消毒副产物的总量比pH为7时减少82.3%,一溴二氯甲烷不再检出;氯胺代替氯消毒能够很好地控制溴代消毒副产物种类和总量.     

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。     

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。     

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。     

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。     

饮用水臭氧氧化处理过程中溴酸根的产生及控制

论述了给水处理中溴酸根（BrO3-）的健康危害、产生机理、影响因素及其控制和去除方法。采用臭氧氧化处理含溴离子（Br-）水时,会产生以BrO3-为主的臭氧化副产物。BrO3-的生成与Br-初始浓度、臭氧投加量、水温、无机碳浓度、水中天然有机物（NOM）的种类和浓度、以及水的pH值等因素有关。目前研究较多的削减BrO3-...     

TiO2光催化法在饮用水处理中的应用

针对目前水源水普遍受到有机物污染,而且氯消毒具有副作用的状况,因此,探讨了用TiO2光催化法去除水中的有机物及进行消毒的可能性.     

水体中卤乙酸(HAAs)的产生、测定方法与控制途径

对饮用水中普遍存在的消毒副产物形式HAAs的产生、测定方法以及控制途径进行了阐述.并对影响HAAs生成的主要因素投氯量、溴的影响以及卤乙酸副产物(HAAFP)含量等进行了分析.生物活性炭技术是一种非常有效的控制HAAs含量和减少HAAFP含量的方法,对于保障饮用水安全性具有重要意义.     

活性炭对天然有机物氯化过程消毒副产物生成的影响及作用机制

活性炭(AC)与氯均为水处理过程中广泛使用的药剂,在实际使用过程中二者的接触不可避免,因此,深入研究AC对于氯化过程中消毒副产物(DBPs)生成的影响对于饮用水安全有重要意义。本研究对比了AC对于溶解性天然有机物(DOM)氯化过程中已知DBPs(包括三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs))生成释放的影响,并采用傅立叶变换离子回旋共振质谱(FTICR-MS)技术检测分析其滤后水的未知氯化副产物及有机物变化规律。结果表明,在DOM氯化过程中,AC存在时释放的THMs和HAAs浓度较低,但氯的衰减速率更快,这是由于AC本身的强还原性及其他氯代副产物生成导致的。进一步通过FTICR-MS分析未知氯代产物及DOM的变化发现,在2种条件下有163种相同的氯化产物,与不存在AC时对比,AC存在时生成了不同的氯化产物中有57种。此外,AC存在时CHOCl、CHONCl和CHONSCl分子式的数量减少,而CHOSCl分子式的数量增加,并且具有芳香结构的DOM更容易被转化。通过电子自旋共振谱仪(ESR)分析发现AC表面的持久性自由基激发次氯酸钠反应生成的氯自由基(Cl·)是导致氯化产物变化的主要原因。本...     

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。     

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%。     

不同的消毒方式对砂滤池出水消毒效果的影响

采用中置O3-BAC工艺进行中试实验,通过对微生物、微型生物、消毒副产物和AOC进行检测分析,研究了不同的消毒方式对砂滤池出水消毒效果的影响。结果表明,氯消毒对微型生物、微生物的去除效果稍弱于臭氧联合氯消毒;对于消毒副产物而言,氯消毒产生的卤代烃、氯酸盐的含量高于臭氧联合氯消毒,产生的溴酸盐两者处于同一水平,而产生的甲醛则是氯消毒低于臭氧联合氯消毒;氯消毒最终砂滤池出水AOC平均含量75.93μg乙酸碳/L,臭氧联合氯消毒为101.23μg乙酸碳/L,大于100μg乙酸碳/L,不利于供水管网的生物稳定性。