饮用水传统净化方法研究进展

介绍了常规饮用水净化工艺中混凝环节使用的无机絮凝剂、有机絮凝剂和天然高分子絮凝剂和氯化消毒的主要特点,提出了减少其有毒负产物的方法,并对O3、ClO2消毒等较先进的消毒方法进行论述,以及深度处理中的活性炭吸附的不同使用方法效率特点进行介绍.     

Modeling of secondary treated wastewater disinfection by UV irradiation: Effects of suspended solids content

This work aimed to study UV-resistant strains of Pseudomonas aeruginosa, to propose a formulation of the kinetics of secondary treated wastewater disinfection and to underline the influence of suspended solids on the inactivation kinetics of these strains. Some investigations were carried out for the validation of some simulation models, from the simplest, the kinetics model of Chick-Watson reduced to first order, to rather complex models such as multi-kinetic and Collins-Selleck models. Results revealed that the involved processes of UV irradiation were too complex to be approached by a simplified formulation, even in the case of specific strains of microorganisms and the use of nearly constant UV radiation intensity. In fact, the application of Chick-Watson model in its original form is not representative of the kinetics of UV disinfection. Modification, taking into account the speed change during the disinfection process, has not significantly improved results. On the other hand, the application of Collins-Selleck model demonstrates that it was necessary to exceed a least dose of critical radiation to start the process of inactivation. To better explain the process of inactivation, we have assumed that the action of disinfectant on the survival of lonely microorganisms is faster than its action on suspended solids protected or agglomerated to each others. We can assume in this case the existence of two inactivation kinetics during the processes (parallel and independent) of the first-order. For this reason, the application of a new kinetic model by introducing a third factor reflecting the influence of suspended solids in water on disinfection kinetics appeared to be determinant for modeling UV inactivation of P. aeruginosa in secondary treated wastewater.     

二氧化氯-氯联合用于饮用水消毒的研究进展

使用单一的氯或者二氧化氯消毒剂都有一定的局限性,二氧化氯-氯联合消毒工艺是近年来消毒工艺研究的新方向,本文主要对二氧化氯-氯联合消毒工艺的特点和控制因素进行阐述。实验结果表明,二氧化氯-氯联合消毒工艺不仅能够有效地去除水样中的大肠杆菌以及其他细菌,而且联合消毒工艺能够减少消毒副产物的生成,并且有比较强的持续消毒能力。联合消毒工艺受投加比例的影响比较大,因为二氧化氯的浓度过高,衰减也相应增加,并且所产生的ClO2^-量也随之增加;而当液氯的浓度过高时,对应所产生的消毒副产物也随之增加。投加比例一般在ClO2：Cl2=1：3到1：6之间。     

中试清水池水力条件对氯消毒效率的影响

以枯草杆菌黑色变种芽孢为目标微生物,以紫外线消毒后的炭滤池出水为进水,在中试清水池模型中模拟氯消毒过程,通过改变清水池导流板数目获得不同的水力条件,研究清水池水力条件对氯消毒效率的影响.结果表明,在本试验中,不同水力条件下以Ct10值计算的NaClO对枯草杆菌黑色变种芽孢的灭活系数之间相互一致,而不同水力条件下以CT值计算的NaClO对枯草杆菌黑色变种芽孢的灭活系数之间相差很大,表明Ct10是评价清水池消毒效率的合理指标;在Ct10=(100~300)mg.min/L的范围内,NaClO对枯草杆菌黑色变种芽孢的灭活系数为0.0016 L/(mg.min),与其他研究者的结果具有很好的一致性;清水池水力条件的改善可以提高消毒效率,在CT=(100~700)mg.min/L的范围内,当CT值固定时,随着清水池内导流板数增多,水力条件得到改善,t10增加,目标菌种的灭活率显著提高.     

优化混凝工艺及操作规范的研究与进展

水质的急剧恶化、科学技术的迅速发展与日趋严格的水质标准,对传统混凝工艺提出了严峻的挑战,同时也赋予其新的发展机遇.基于水源微污染现状和消毒副产物控制及安全供水的目标,针对性地提出优化混凝工艺及其操作规范成为目前推动水工业发展的重点所在.本文从评估体系、混凝剂优化、混凝过程优化、絮体结构形成优化以及系统优化控制等角度对优化混凝技术加以综合介绍,并进一步对若干主要研究进展与发展方向加以评述,以推动优化混凝工艺及操作规范的建立与发展.     

消毒副产物生成的温度影响和动力学模型

在水厂和供水管网中,加氯消毒副产物(DBPs)的生成浓度会随着季节转换和水温变化而出现明显波动.为了探究不同温度条件下DBP生成浓度的变化规律,本研究利用腐殖酸(HA)作为有机前体物进行加氯消毒,参照DBP统一生成条件(uniform formation condition,UFC),在不同水温下监测DBP[包括三卤甲烷(THM)和卤乙酸(HAA)]的生成浓度,并从动力学角度对该生成反应的机制做出分析,进而建立初步的浓度预测模型.结果表明,对于检测到的3种典型DBPs[三氯甲烷(CHCl3)、二氯乙酸(DCAA)和三氯乙酸(TCAA)],水温升高均能够明显提高其生成速率和最大生成浓度,其中后者随着温度的升高近似呈指数增长(R2>0.90).根据一级反应动力学模型对各组温度条件下的DBP实测值进行拟合,得到了较好的相关性(R2>0.94).为了进一步验证该动力学模型的准确性和可靠性,在20℃和30℃条件下分别采用该模型对DBP的实际生成浓度进行预测,并与实测值进行比较,均得到了良好的预测结果.为定量研究温度对DBP生成速率的影响规律,利用阿伦尼乌斯公式计算得到CHCl3、DCAA和TCAA的表观反应活化能分别为22.3、25.5和40.8 kJ.mol-1.     

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.     

基于CFD的两种紫外消毒模型的比较研究

为了预测紫外反应器的消毒效率,提高模拟的准确度,对两种紫外光强模型进行了比较分析。利用CFD技术,采用数值模拟的方法,对线源和柱源两种光强模型进行了光强分布以及消毒效率的模拟,并采用生物实验进行了验证。结果表明:与柱源模型相比,线源模型在近灯管处强度高42.3%,在1.2 cm处二者趋于一致;针对同一管式紫外反应器,透光率为95%时,线源模型的模拟结果偏大,柱源结果偏小;透光率为80%时,线源及柱源模型的模拟结果都偏大,流量及模型影响较小,透光率成为主要影响因素。综合比较,柱源模型适用于小型管式紫外灯消毒数值模型的开发。     

二氧化氯应用于二次供水安全消毒的静态研究

采用二氧化氯（ClO2）作为二次供水的消毒剂进行静态实验研究，考察了ClO2投加量、氨氮与CODMn浓度及pH对ClO2衰减及消毒副产物氯酸盐（ClO3^-）和亚氯酸盐（ClO2）的生成影响，并建立了ClO3-和ClO2生成浓度的经验预测模型。结果表明：前4h内，随着消毒剂初始投加浓度提高，ClO2的衰减速率增加，4h后降解则较缓慢。ClO2加入水中，立即有ClO3^-与ClO2^-生成，4h后基本达到稳定，且随着药剂投加量的增加，ClO3^-和ClO2-的生成量逐渐增大。氨氮、CODMn及pH的升高，可加速ClO2的衰减，同时可促进ClO3^-和ClO2-的生成。其中，氨氮浓度从0．085mg／L升高到0．585mg／LClO3^-与ClO2-的生成浓度分别增加了6．49μg／L和8．32μg／L；CODMn从1．13mg／L升高到3．13mg／L，ClO3^-与ClO2-的生成浓度分别增加了13．75μg／L和9．23μg／L；pH从6．49升高到8．45，ClO3^-与ClO2-的生成浓度分别增加了13．28μg／L和10．01μg／L。     

化学预氧化对苏氨酸生成三氯乙醛的影响

以具有最大比三氯乙醛生成潜能(SCHFP)的苏氨酸为研究对象,分析了次氯酸钠(NaClO)、二氧化氯(ClO_2)、高锰酸钾(KMnO_4)、过氧化氢(H_2O_2)、臭氧(O_3)和臭氧过氧化氢(O_3/H_2O_2)等预氧化剂对三氯乙醛(CH)生成的影响,以确定合适的预氧化剂及其适宜投加量,为CH的控制提供指导.结果表明,能够有效去除一天CH生成量(CH1d)的预氧化方式依次为H_2O_2、ClO_2、KMnO_4和NaClO,适宜投加量分别为3、0.5、0.6和0.5mg·L-1,对CH1d相应的去除率分别为61.54%、47.63%、29.77%和10.94%;能够有效去除CH生成潜能(CHFP)的预氧化方式依次为KMnO_4、NaClO、H_2O_2和ClO_2,适宜投加量分别为0.6、0.5、3和0.5mg·L~(-1),对CHFP相应的去除率分别为41.01%、33.38%、8.36%和2.40%;O_3和O_3/H_2O_2预氧化能够使CH1d和CHFP增加,不适用于对CH的控制.