海水淡化低温多效蒸馏工艺(LT-MED)沿程溴代消毒副产物的生成

研究了海水淡化低温多效蒸馏(LT-MED)工艺沿程水质和溴代消毒副产物(Br-DBPs)变化特征.LT-MED工艺进水海水的Br-浓度和比紫外吸收值(SUVA)分别为54.6 mg·L~(-1)和1.7 L·(mg·m)-1,其荧光特征有机物主要有色氨酸类芳香族蛋白质、富里酸类有机物和溶解性微生物代谢产物.进水海水经Na Cl O消毒后,DBPs的种类和浓度显著增加,且增加的主要为Br-DBPs,三溴甲烷(CHBr3)占总三卤甲烷(THMs)的100%;一溴乙酸(C2H3Br O2)和二溴乙酸(C2H2Br2O2)分别占总卤乙酸(HAAs)的31.9%和68.1%;四溴苯酚(C6H5Br O)占总卤代酚(HPs)的100%.LT-MED海水淡化产品水中THMs、HAAs和HPs均未检出,但是其浓水中的THMs、HAAs和HPs浓度分别为56.9、35.0和0.1μg·L~(-1).     

反渗透海水淡化预处理技术研究现状

阐述了预处理对于反渗透海水淡化的重要性,介绍了目前反渗透海水淡化预处理的主要技术,特别是新型的膜法预处理技术,提出了今后反渗透海水淡化预处理技术的发展方向。     

反渗透海水淡化技术应用研究

反渗透技术在海水淡化领域的应用,将广博的海水资源转化为紧缺的淡水资源,为解决水资源的紧缺问题提供了新的方法和途径。该技术有着经济环保的优点,在海水淡化领域的发展极为迅速。本文着重探讨反渗透海水淡化技术的特点及应用前景。     

组合工艺控制有机物和消毒副产物的研究

利用MBBR预处理、常规处理及臭氧活性炭深度处理组合工艺I型和预臭氧氧化、常规处理及生物活性炭深度处理组合工艺II型,对郑州段黄河水进行有机物和消毒副产物去除效果的研究,结果表明:在臭氧投加量均为1mg/L的条件下,两种组合工艺对高锰酸盐指数、UV254和三卤甲烷生成势TFMP都有良好的去除效果,能提供安全的优质饮用水。     

含溴黄浦江水消毒过程中溴代三卤甲烷和卤乙酸的生成特性

通过水厂出水DBPs调查和氯化培养实验探讨了黄浦江水中溴离子（Br-）在消毒过程中的迁移及对含溴副产物（溴代三卤甲烷和卤乙酸）生成的影响.结果表明,采用氯胺消毒的水厂出水中约10%的Br-迁移至Br-THMs和Br-HAAs.氯化培养时,在余氯充足的前提下增加Br-浓度,总有机溴（TOBr）和含溴副产物均增加.延长氯化...     

典型海水淡化工艺的生命周期评价

对以反渗透和低温多效蒸馏为主体工艺的海水淡化厂,从其基础设施建设阶段到运行阶段所造成的环境影响开展了生命周期评价。结果表明:反渗透和低温多效蒸馏工艺均在淡化处理阶段产生的环境负荷最大,分别占总体的70%和60%,并且在酸化、海洋水生生态毒性、全球变暖和光化学氧化环境指标上贡献显著。低温多效蒸馏工艺除在以化学药剂投加量为影响因子的非生物资源耗竭,及臭氧层损耗指标上的贡献值小于反渗透工艺外,在其他环境指标上的贡献值均较高于反渗透。总体来说,能源消耗是导致淡化工艺高环境负荷的主要影响因子,反渗透工艺具有比低温多效蒸馏工艺耗能更低更具环境效益,且兼具出水水质高、占地小、效率高等优点,是未来海水淡化发展的趋势所在。     

饮用水卤代消毒副产物的去除途径探讨

论述了饮用水中卤代消毒副产物（三卤甲烷和卤代乙酸）对人体健康的危害，提出了将其去除的有效途径     

组合氯化消毒工艺的卤代消毒副产物生成特性

比较4种单独使用氯或组合氯化消毒工艺在较长管网停留时的卤代消毒副产物生成情况.4种工艺为单独游离氯消毒、氯胺消毒、清水池游离氯消毒后转氯胺的先氯后氨消毒、短时游离氯后转氯胺的顺序氯化消毒工艺.结果表明,游离氯消毒工艺在管网停留时间长时,卤代消毒副产物会持续大量的生成,而一氯胺消毒工艺生成的卤代消毒副产物量很低.目前使用较为普遍的先氯后氨消毒工艺与游离氯消毒相比,可以降低卤代消毒副产物的生成量,管网停留24 h时,三卤甲烷的生成量降低了9.6%,卤乙酸的生成量减低了42%.但是先氯后氨消毒工艺由于游离氯接触时间约为2 h,卤代消毒副产物已经大量生成.短时游离氯后转氯胺的顺序氯化消毒工艺,由于控制了游离氯的接触时间,可以在保障消毒工艺灭活微生物效果的同时更为有效地控制卤代消毒副产物,管网停留24 h时,三卤甲烷的生成量与单独游离氯消毒工艺相比降低了48%,卤乙酸的生成量减低了72%.因此,顺序氯化消毒工艺可以更好地控制卤代消毒副产物的生成,提高水质安全性.     

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.      

南水北调中线工程总干渠河南段原水中消毒副产物前体物变化规律

以取自南水北调中线总干渠河南段沿线10个分水口门的原水为研究对象,探究了原水中有机物的相对分子质量分布和亲疏水性分布规律;并且研究了原水在氯化和氯胺化条件下消毒副产物生成潜能的变化规律.分离实验结果表明,南水北调沿程原水中的有机物以小分子和强疏水性为主,1×103区间的溶解性有机碳(DOC)所占的比例最大,质量分数约为57%,强疏水性组分的DOC含量最高,占到总量的50%左右;氯化及氯胺化消毒副产物生成潜能分析实验结果表明,氯化及氯胺化后主要生成了两种含碳消毒副产物(三氯甲烷和一溴二氯甲烷)和两种含氮消毒副产物(二氯乙腈和三氯硝基甲烷).氯化三氯甲烷生成潜能约为120μg·L-1,与氯化生成潜能相比,氯胺化三氯甲烷生成潜能减少了90%左右,一溴二氯甲烷减少了84.9%左右,生成的两种含氮消毒副产物增加了,其中二氯乙腈的生成量增加了约2.3倍,但总含氮消毒副产物生成潜能仍旧较低,均小于6μg·L-1.本研究成果可为南水北调中线工程河南段沿线城市的水厂工艺选择和优化提供有效的理论和技术支持.     

反渗透工艺在冷轧废水脱盐处理的应用

利用反渗透工艺对冷轧废水生化处理废水进行处理,获得了较好的脱盐效果。选取进水含盐量、回收率、pH值对系统脱盐率的影响。结果表明:当进水电导率为1 360μs/cm时,系统脱盐率可达94.7%;进水电导率为3 353μs/cm时,系统脱盐率为85.9%。当系统回收率低于77%时,除盐率受其影响较小在90%左右,但是若进一步增加系统回收率,则脱盐效果显著下降。当进水pH值越高脱盐效果越高,但为降低结垢风险,本系统进水pH值控制在7.1左右。     

2205双相不锈钢在淡化海水中的点蚀行为

目的研究2205双相不锈钢在一级反渗透(RO)淡化海水、海水及浓缩海水中的点蚀行为。方法运用开路电位、交流阻抗、阳极极化曲线和电化学频率调制技术研究2205双相不锈钢在不同温度(60~90℃)及不同海水(一级反渗透淡化海水、天然海水、1.6倍浓缩海水)中的点蚀行为。结果 2205双相不锈钢在一级RO淡化海水中,随温度升高,自腐蚀电位逐渐负移。在80℃的一级RO淡化海水中,在浸泡1 d时即有发生点蚀的倾向,在第28 d时已经发生了稳态蚀点。浸泡初期不锈钢的扰动电流为2μA/cm~2之内,浸泡41 d的扰动电流接近12μA/cm~2,且其值波动幅度更大。结论随着温度的升高钝化膜稳定性降低,2205不锈钢耐蚀性降低。钝化状态下,其在一级RO淡化海水中比在海水中腐蚀严重,点蚀敏感性随Cl–浓度的升高而增加。     

铜合金在一级反渗透海水中的耐蚀性对比研究

目的评价淡水管路中常用铜合金的耐蚀性。方法采用浸泡试验、电化学测试等手段研究B10铜合金、TUP紫铜、铝青铜三种典型铜合金在一级反渗透海水中的耐蚀情况,并通过正交试验方法对数据进行分析。结果室内浸泡试验中,铜合金的质量损失速率在0.01 mm/a数量级,B10质量损失最小。随着温度的升高,B10极化曲线的阶跃不再明显。通过正交分析,与TDS、水质硬度相比,温度对铜合金在淡化海水中的耐蚀性影响最大。结论在三种试验铜合金中,B10耐腐蚀性较好,在一级反渗透海水中高温时表面连续成膜能力降低,对基体的保护作用不再明显,且温度对B10耐蚀性影响较大。     

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.     

活性炭吸附对藻类有机物的去除及其消毒副产物的控制

本文研究了粉末活性炭(powder activated carbon,PAC)吸附对藻类有机质(algal organic matter,AOM)及其典型含氮和非含氮消毒副产物(disinfection by-products,DBPs)的去除效能.结果表明,AOM主要含有一些小分子量、亲水性、低芳香度的有机质,三维荧光光谱证实,PAC吸附改变了AOM的组成,明显降低了类腐殖质物质含量,但对芳香蛋白类物质去除能力有限.PAC投加量为20 mg·L~(-1),吸附时间10~30 min时,对于3.30 mg·L~(-1)的胞内有机质(intracellular organic matter,IOM)和胞外有机质(extracellular organic matter,EOM)溶液,溶解性有机碳去除率分别为20.7%~31.9%和12.6%~19.0%.PAC对IOM和EOM中卤代甲烷总生成量的最高去除率分别为26.6%和35.8%;卤代乙腈总生成量的最高去除率分别为49.6%和53.6%,其中二溴乙腈前体物的去除效果显著.PAC对EOM氯化生成的DBPs的控制作用较好.     

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.     

正渗透膜分离技术及其在水处理中的应用与研究

渗透是一种仅依靠渗透压驱动的分离过程,基于渗透现象发展起来的正渗透膜分离技术,目前在国际上得到了广泛的研究。文章综述了正渗透膜分离过程的基本原理、影响因素以及国际上的应用研究现状,并展望了未来该领域的研究方向。     

高藻期控制消毒副产物及其前体物的优化工艺组合

为实现在控制藻类的同时减少副产物生成量,比较了预氧化＋常规工艺、预氧化＋常规＋深度处理2类共7种组合工艺对消毒副产物及其前体物的去除特性.试验结果表明,藻类是重要的前体物,在本试验原水中,藻类贡献了20%左右的卤乙酸和三卤甲烷前体物.气浮工艺是高藻期除藻的核心工艺,同时也可以去除一部分消毒副产物前体物.臭氧、高锰酸钾也有很好的杀藻效果和前体物去除效果.采用臭氧或高锰酸钾预氧化＋常规＋臭氧-活性炭工艺的组合对消毒副产物及其前体物的去除效果最佳.顺序氯化工艺比游离氯消毒减少卤乙酸生成量42.0%～45.9%,减少三卤甲烷生成量22.5%～71.4%.