控制消毒副产物及前体物的优化工艺组合

为实现对消毒副产物的控制,比较了新开发的顺序氯化消毒工艺与传统氯消毒工艺在常规工艺、常规+深度处理工艺、预氧化+常规+深度处理工艺中对消毒副产物及其前体物的去除特性.与传统的氯消毒相比,顺序氯化消毒工艺可以有效减少消毒副产物的生成量,THMs减少35.8%～77·0%,HAAs减少36·6%～54·8%;而且消毒进水水质越差,短时游离氯后转氯胺的消毒工艺就越有优势.对最简单的传统工艺进行顺序氯化消毒产生THMs和HAAs为18·51μg/L和19·25μg/L,低于采用最复杂工艺:预臭氧氧化+常规+臭氧-活性炭工艺进行传统氯消毒的副产物生成量(THMs19·40μg/L,HAAs24·70μg/L).对消毒副产物前体物去除和副产物控制有明显效果的前处理工艺是臭氧-活性炭工艺和预臭氧氧化.建议采用传统工艺的水厂改造时优先考虑顺序氯化消毒工艺和臭氧-活性炭工艺.     

次氯酸钠、臭氧及其组合再生水消毒技术研究

以某城市污水处理厂二级出水为原水,采用次氯酸钠、臭氧以及臭氧/次氯酸钠组合工艺,研究了不同消毒方式对总大肠菌群、粪大肠菌群和色度的去除规律,消毒副产物中三卤甲烷(THMs)生成量随有效氯投加量变化的规律。试验结果表明:在次氯酸钠消毒过程中,有效氯投加量为5 mg/L时,总大肠菌群和粪大肠菌群去除率分别为99.91%和99.99%,色度去除率为26.00%;臭氧消毒过程中,当臭氧剂量为2.6 mg/L时,总大肠菌群和粪大肠菌群去除率分别为99.70%和99.73%,色度去除率为71.65%;在组合工艺中,当臭氧剂量为2 mg/L、有效氯投加量为0.5 mg/L时,出水总大肠菌群和粪大肠菌群总数去除率分别为99.94%和99.87%,色度去除率为70.60%;在相同有效氯投加量条件下,组合工艺较单独次氯酸钠消毒出水的总大肠菌群和粪大肠菌群更低,三氯甲烷生成量降低36.67%,一氯二溴甲烷未检出。     

高雄市污水海洋排放消毒试验研究

针对使用次氯酸钠试剂进行消毒以及另建消毒池费用太高的情况,高雄污水排海工程利用电解海水得到次氯酸钠用于排海污水的消毒处理,同时将放流管作为消毒剂与污水接触的反应器,降低了运行成本。本文对该消毒方案进行了试验室模拟,研究了反应过程中余氯的变化规律、有效氯投加量、停留时间以及流速对消毒效果的影响。结果表明流速对灭菌效率影响不大,控制加氯量为2.0mg/L,保证30～60min的接触时间,即可保证污水进入海水前达到满意的灭菌率。     

不同消毒方式对饮用水生物活性炭出水消毒效果的对比研究

针对水厂生物活性炭深度处理工艺可能产生的细菌泄露问题,采用上海徐泾水厂生物活性炭出水,通过对异养菌平板计数和卤代烃气相色谱检测分析,比较了次氯酸钠和氯胺2种消毒方式对出厂水水质安全保障的效果.在水温30℃下,采用NaClO消毒剂进行消毒处理时,初始余氯值达到1.84 mg/L、接触30 min即可保障灭活率lg(N0/...     

水中利谷隆氯化降解动力学和消毒副产物生成特性

采用常用消毒剂次氯酸钠对含氮除草剂利谷隆开展了氯化降解实验研究,系统考察了加氯量、p H值、加Br-量以及温度对降解效果的影响,分析了氯化反应过程中消毒副产物生成特性.结果表明,次氯酸钠对利谷隆的氧化降解过程符合二级反应动力学;p H值对该降解反应影响较大,当p H值为7时反应速率最快,其中HOCl、OCl-与利谷隆的基元反应速率常数分别为4.84×102L·(mol·h)-1和3.80×102L·(mol·h)-1.在添加溴离子时,反应速率随着溴离子的加入逐渐减小.改变温度时,反应速率随着温度的增加而逐渐增大.利谷隆在氯化降解过程中可产生三氯甲烷、二氯乙腈、三氯硝基甲烷、卤代丙酮等多类型消毒副产物.在不同p H值和添加溴离子条件下,消毒副产物种类与浓度会出现显著差异.     

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。     

紫外线与消毒剂联合作用于黄浦江源水的研究

针对黄浦江源水砂滤出水,进行了紫外线单独作用的研究,同时对于紫外线与消毒剂联合消毒时消毒剂的投加方式对灭菌作用和消毒副产物的影响进行了研究。实验结果表明:当紫外线剂量达到42 mJ/cm2时出水水质已达到了生活饮用水卫生标准中对细菌总数和大肠杆菌数的要求,且在相同紫外剂量下,高强度时对细菌的灭活效果要好于低强度时的效果;先紫外消毒后消毒剂消毒对于微生物具有很好的杀灭作用,但是不能减少消毒副产物的产生;紫外线和消毒剂同时作用对于微生物的杀灭作用不佳,但是出水的消毒剂余量高,消毒副产物量少,这样有利于出水的安全稳定性;先消毒剂消毒再紫外消毒,发现对于消毒副产物没有多大的降解作用,更浪费了高的紫外剂量。     

MBR处理医院污水后续氯消毒及其消毒副产物研究

针对医院污水中致病微生物的特殊排放要求,研究了膜生物反应器（MBR）应用于医院污水处理中的预消毒及其后续氯消毒特性.结果表明,在工程应用中MBR具有显著的预消毒作用,对医院污水中的细菌总数和粪大肠杆菌的去除率分别达到2.0～3.1 lg和2.8～4.0 lg;对于MBR出水中残留的微生物,采用次氯酸钠进行后续消毒,当接触时间为1 h,在有效氯浓度为0.8 　mg/L时,可检测不出粪大肠杆菌,且放置6 h未见再生长,相应的THMs和HAAs分别为16.94 μg/L和32.10 μg/L;固定接触时间,随着Cl₂/DOC值的增加,MBR出水中THMs和HAAs均近似呈线性增长趋势（r²分别为0.941?5和 0.965?2）,且HAAs的增长速率高于THMs.     

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-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。     

含氯消毒副产物的种类、危害与地表水污染现状

新型冠状病毒肺炎（COVID-19,简称“新冠肺炎”）疫情期间,含氯消毒剂被大量使用,含氯消毒剂会与水中本底存在的有机物反应生成含氯消毒副产物（CDBPs）,CDBPs包括卤甲烷、卤乙酸、无机卤氧酸盐、卤代乙腈、卤化氰、卤化硝基甲烷、卤代乙醛和其他CDBPs.梳理了各类CDBPs的危害,结果表明:大部分CDBPs具有致癌、致畸和致突变的“三致”毒性,在自然水体中威胁水生生物安全和人群健康;虽然现阶段大量研究集中于饮用水中的消毒副产物,但也有少量研究证实地表水中已有消毒副产物的检出.新冠肺炎疫情期间含氯消毒剂使用量较大,建议对余氯呈阳性的地表水继续开展主要CDBPs的筛查,有针对性地开展监测,推动含氯消毒剂的合理使用;同时,应加强监管,在地表水质量标准修订时完善消毒副产物指标,在相关行业废水控制标准中增加消毒副产物指标,避免对地表水生态系统造成次生环境影响.      

饮用水消毒工艺的选择和优化

饮用水的总三卤甲烷是潜在的危害人体健康的物质。文文研究了用优化加氯工艺和改变消毒剂和类等处理方法来降低处理水中总三卤甲烷。结果显示，优化预氯化工艺可有效地使处理水中总三卤甲烷浓度达标。用臭氧，二氧化氯，氯胺和高锰酸外替代液氯作消毒剂，可显著地降低总三卤甲烷的形成，但实际应用时，还须严格控制由此产生的其他副产物。     

次氯酸钠废液在污水处理厂消毒应用研究

为了确定次氯酸钠废液应用于城镇生活污水处理厂出水消毒的合理投加量,通过实验研究了采用次氯酸钠废液消毒后粪大肠菌群数、COD和p H的变化规律。研究结果显示,在实验条件下,次氯酸钠废液有效氯的合理投加量为5.0 mg/L~5.2mg/L,此时能使粪大肠菌群数达到GB18918-2002的一级A标,同时COD有一定的下降,p H也在排放限值内。     

含氮消毒副产物卤乙酰胺的水解特性

为探究高毒性含氮消毒副产物HAcAms（卤乙酰胺）的水解特性,选取水中普遍存在的2种溴代HAcAms[BCAcAm（溴氯乙酰胺）、DBAcAm（二溴乙酰胺）]与2种氯代HAcAms[DCAcAm（二氯乙酰胺）、TCAcAm（三氯乙酰胺）]作为研究对象,研究pH、初始ρ（HAcAms）、温度、氯消毒剂和氯胺消毒剂等因素对HAcAms稳定性的影响.结果表明:①4种HAcAms在pH为5和7时较稳定,在pH为8~10下发生碱性催化水解反应,并且水解速率随pH升高而增加.②相同碱性环境中,4种HAcAms的水解速率大小依次为TCAcAm > DCAcAm > BCAcAm > DBAcAm,并且初始ρ（HAcAms）（30~150 μg/L）越小,温度（25~35℃）越高,HAcAms水解速率越大.③中性条件下,4种HAcAms在ρ（NaClO）（NaClO为次氯酸钠）为1~5 mg/L时均迅速氯化分解,并且分解速率随ρ（NaClO）增加而增大,4种HAcAms分解速率的大小规律与其碱性水解速率大小规律一致.④当pH为7时,4种HAcAms在ρ（NH₂Cl）（NH₂Cl为一氯胺）为0.5~5 mg/L下较稳定.研究显示,水中HAcAms在高pH、低初始ρ（HAcAms）、高温及氯消毒剂存在的条件下易水解,其中溴代HAcAms比氯代HAcAms更稳定,其在饮用水与再生水中的风险更需要重视.      

二氧化氯消毒无机消毒副产物控制技术进展研究

日常生活、生产中,饮用水消毒剂受到广泛关注.中国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)规定二氧化氯可作为饮用水消毒剂,但其在消毒过程中所产生的无机消毒副产物,对人类健康存在潜在的危害.随着检测和控制技术水平的发展,对饮用水中无机消毒副产物的研究已成为热点.文章参考大量文献,对饮用水中无机消毒副产物的控制技术进行了详细讨论.     

次氯酸钠发生器系统在龙岩水厂的应用

龙岩市部分自来水厂在2018年开始将二氧化氯消毒工艺和液氯消毒工艺改为次氯酸钠发生器系统消毒工艺.本文分析对比了两个水厂改造前后一年的实际运行情况.结果表明使用次氯酸钠发生器系统不会降低消毒效果,水中微生物指标可达到《生活饮用水卫生标准》要求;较智能化,节省人工,管理简便;投加次氯酸钠溶液能提升出厂水pH值,减少NaO...     

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.     

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.     

饮用水氯消毒副产物控制技术研究进展

依据新颁布的《生活饮用水卫生标准》对饮用水氯消毒副产物控制技术进行了具体的论述,介绍了替代消毒剂、前体物去除和副产物去除等控制技术的应用效果和局限性,分析了安全高效的多级屏障组合消毒工艺在控制消毒副产物中的应用前景。     

氯化消毒氨基酸过程中消毒副产物生成的研究进展

作为消毒副产物的一类重要前体物,天然水体中的氨基酸受到越来越多的关注。对近几年来国内外氯化消毒氨基酸过程中消毒副产物生成情况以及生成机理的相关研究。比较了氨基酸种类、消毒剂用量、pH值、溴离子浓度等对氯化消毒氨基酸过程中消毒副产物的生成的影响,阐述了不同氨基酸在氯化过程中消毒副产物的生成机理,并展望了饮用水消毒领域未来的主要研究方向。