含氮消毒副产物及其前体物的控制研究进展

近年来,高毒性含氮消毒副产物(N-DBPs)在饮用水和污水的消毒处理中频繁检出,引起了广泛的关注。阐述了N-DBPs的前体物来源,生成势的影响因素,N-DBPs及其前体物的控制技术,针对N-DBPs的研究现状,提出了现阶段的不足和今后需要改进及深入研究的问题。     

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.     

高铁酸盐去除水中消毒副产物前体物的研究

对含藻类水采用高铁酸盐强化混凝去除消毒副产物及其前体物的影响因素与预氯化进行了对比 ,结果表明 :投加 0 .42、0 .84、1 .40mg/L的高铁酸盐再与 30mg/L的聚合铝联用 ,对TOC为 6 .2mg/L的含藻类源水强化混凝的TOC去除率分别为 2 9.8%、32 .6 %、33 .5 % ,比单纯投加 50mg/L的聚合铝都高 ,显示高铁酸盐在一定用量范围内用量越大 ,强化混凝对TOC的去除率也越高 ;当高铁酸盐投加量一定时 ,水样的 pH值在 5～ 6之间时 ,强化混凝对TOC的去除率最高 ;高铁酸盐强化混凝的效果比预氯化好 ,并且产生THMS的量明显比预氯化少 ,是一种可取代预氯化对含藻类水处理的新药剂。     

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%.     

污水再生过程中消毒副产物前体物转化规律

采用大孔吸附树脂将污水中的消毒副产物(DBP)前体物分离为亲水性物质(HPI)、强疏水性物质(HPO)和弱疏水性物质(TPI)这3个组分,通过三维荧光光谱、傅里叶红外光谱和核磁共振对再生水处理各沿程前体物进行表征,并测定各沿程出水的消毒副产物生成势(DBPFP).结果表明,生活污水中DBPs前体物主要组分为腐殖质和脂肪烃,以HPI为主.一级处理(沉淀)基于HPO与水互斥的物理性能对疏水性腐殖质有较好的去除效果,腐殖质的去除会导致含碳消毒副产物生成势(CDBPFP)的降低.此外由于DON/DOC的增加,含氮消毒副产物生成势(N-DBPFP)有所增加.二级处理(生物处理)对腐殖质和脂类均有较好的去除效果,但会产生大量疏水性的溶解性微生物产物(SMP),因此生物处理后DBPs前体物主要表现为疏水性.SMP的累积会导致C-DBPFP和N-DBPFP的大幅增加.深度处理(滤布滤池)能截留部分腐殖质和疏水性的SMP,因此前体物HPO占比减少,HPI占比增加.深度处理可以通过对SMP的去除来降低C-DBPFP和N-DBPFP.     

AAO-MBR工艺污水处理系统中消毒副产物前体物变化规律

为探究DBPs（消毒副产物）前体物在污水处理过程中的变化情况,采用超滤膜和XAD大孔吸附树脂将AAO-MBR工艺沿程出水中DOM（溶解性有机物）进行分离,并利用3D-EEM（三维荧光光谱）对分离前后水样进行表征,同时测定DBPFP（消毒副产物生成势）.结果表明:①沉砂池出水具有较低的C-DBPFP（含碳消毒副产物生成势）;经过AAO和MBR后,由于微生物代谢作用生成的疏水性SMPs（微生物代谢产物）类物质（为主要的C-DBPs前体物质）包含较多不饱和键,导致C-DBPFP增加.②沉砂池出水的N-DBPFP（含氮消毒副产物生成势）较低,但经过AAO后生成的小分子物质（为主要的N-DBPs前体物）导致N-DBPFP增加;经过MBR后由于SRT（污泥停留时间）和污泥浓度的增加造成小分子物质减少,致使N-DBPFP降低.③市政污水经过AAO后,C-DBPs和N-DBPs前体物分别增加了90.9%和7.3%;而MBR具有较高的DOC去除率（74.4%）,去除了56.8%的C-DBPs前体物和78.1%的N-DBPs前体物.研究显示,AAO-MBR工艺对市政污水中C-DBPs和N-DBPs前体物有较好地去除效果.      

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     

城市饮用水消毒副产物及前体物的处理技术

介绍了饮用水中消毒副产物的前体物的控制和消除的策略与处理工艺，消毒副产物的前体物处理技术及近年发展起来的饮用水生物处理技术及其发展前景。     

城市饮用水消毒副产物及前体物的处理技术

介绍了饮用水中消毒副产物的前体物的控制和消除的策略与处理工艺,消毒副产物的前体物处理技术及近年发展起来的饮用水生物处理技术及其发展前景.     

微生物对饮用水典型消毒副产物前体物的降解效能及其群落特征

相对于CF（氯仿）等C-DBPs（含碳消毒副产物）,DCAN（二氯乙腈）等N-DBPs（含氮消毒副产物）具有更高的毒性.控制DBPs（消毒副产物）的前体物是抑制DBPs产生的最有效方法之一.为考察微生物降解DBPs前体物对生成DBPs的影响,分别选取C-DBPs和N-DBPs的典型代表物CF和DCAN及其相应的典型前体物Tyr（酪氨酸）和Asp（天冬氨酸）为研究对象,采用微生物培养前体物的方式,探究微生物对典型前体物Tyr和Asp的降解效果及其对生成CF和DCAN的控制效果.结果表明:①Tyr和Asp两种前体物经微生物降解后,DOC（溶解性有机碳）的去除率分别为94.0%和85.6%,DON（溶解性有机氮）的去除率分别为69.0%和81.0%.②在前体物经微生物降解后的水样中,氯化或氯胺化消毒后生成CF和DCAN的量较降解前均大大减少.以Tyr为前体物,水样经微生物降解、氯化消毒后生成CF和DCAN的量分别降低了56.1%和89.5%,氯胺化消毒后生成CF的量降低了68.5%;以Asp为前体物,水样经微生物降解、氯化消毒后生成DCAN的量最高可降低99.9%,经微生物降解、氯胺化消毒后生成的CF可降低50.7%.③对水样中微生物菌群分析发现,在门水平上的菌群主要有变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）,在属水平上的菌属主要有伯克氏菌属（Burkholderia-paraburkholderia）、半角藻属（Haliangium）、分枝杆菌属（Mycobacterium）、沉积小杆菌属（Sediminibacterium）、norank_f_Chitinophagaceae和动胶菌属（Zoogloea）.研究显示,微生物降解对DBPs典型前体物Tyr和Asp的去除,以及对生成CF和DCAN的控制具有较大的潜力,变形菌和放线菌在降解DBPs前体物中起到了重要作用.      

UV氧化去除含氮消毒副产物二氯乙腈和二溴乙腈的效能

采用紫外光(UV)对二氯乙腈(DCAN)和二溴乙腈(DBAN)的去除效果进行研究,考察不同初始浓度、pH值、UV强度等因素对降解效果的影响。结果表明:DCAN和DBAN的去除率随其初始浓度的增加而上升。当DCAN和DBAN的初始浓度均为250μg/L时,其去除率达到最高分别为23. 26%和98. 12%。随着pH值的升高,DCAN的去除率逐渐上升,在pH值为9. 5时达到最高值25. 20%; DBAN的去除率呈先上升后下降的趋势,当pH值=7. 5时,去除率达到最大值96. 88%。UV强度的变化并没有对DCAN和DBAN产生明显影响,其中DCAN只有微量的提升。UV在以上实验条件下对DCAN和DBAN均有去除效果,其中对DBAN的去除效果较好。     

滤料负载活性焦脱汞的实验研究

通过固定床试验,分别研究了氟美斯、华博特、PPS 3种不同性能滤料负载粉状活性焦脱汞的效率,以及经实验优选得到的HBT滤料负载粉状活性焦脱除汞的实验研究。结果表明:滤料负载粉状活性焦的脱汞效率高于其单独脱汞效率;其中单独活性焦和华博特负载活性焦的脱除效率分别为51%和62%。同时,华博特滤料负载活性焦对汞的联合脱除效率受反应温度、汞蒸气入口浓度、氧气含量等因素的影响,吸附反应温度越高,脱除效率越低;汞蒸气入口浓度的提高并不一定能提高华博特滤料负载活性焦的脱汞效果;在烟气中通入氧气后能大幅度的提升脱除汞的效率,并且随着氧气含量的增加,脱除汞的效率也随之增加。     

活性砂生物滤池深度脱氮影响因素分析

针对二级污水处理厂深度处理的需要,对进水水质达到一级B或者劣于一级B,但优于二级标准的污水进行脱氮影响因素分析。研究表明,滤速在一定范围内对于硝化效果有积极影响,但不宜超过10 m/h,在低进水有机物浓度下,滤速在5¹2 m/h时不是反硝化效果的限制因素。要取得良好的硝化效率和出水水质,硝化池的溶解氧应控制在3.5 mg/L左右,进水氨氮负荷应控制在0.48 kg/(m3·d)以下。     

生物活性炭滤池修复地表水的研究

采用自行设计的生物滤池反应器去除地表水中的氮,考察了HRT、水力负荷和氨氮负荷对生物滤池出水水质的影响。结果表明:系统TN去除率随水力负荷的增加而下降,氨氮去除率无明显变化,水力负荷小于1.2 m3/(m2·d),TN去除率达到54%以上;在进水氨氮质量浓度为14.52~17.44 mg/L条件下,HRT为10 h时,生物滤池对氮去除效果较好;当HRT为6 h,进水氨氮负荷增加到0.048 kg/(m3·d)以上,氨氮和TN平均去除率分别为96%和31%。     

上流式曝气生物滤池深度处理碱减量印染废水

采用上流式曝气生物活性炭滤池(UABACF)深度处理碱减量印染废水,在固定汽水比3∶1条件下,研究水力停留时间(HRT)对COD、UV254和色度去除效果的影响,分析污染物降解、系统微生物量和微生物活性在滤柱高度方向的沿程分布特征。结果表明:HRT对COD去除率影响最大、色度次之,对UV254去除影响最小,在HRT=8.90 h条件下系统对COD、色度和UV254的去除效率分别为74%、95%和92%。试验条件下,110 cm滤柱高度以下属于污染物降解的高效区域,微生物量和单位质量活性炭脱氢酶活性在此滤柱高度范围内逐渐降低而后保持基本稳定的状态,而单位微生物量TTC-脱氢酶活性在滤柱底部至70 cm高度处逐渐上升,然后呈下降趋势至110 cm高度附近降至最低,然后出现上升的趋势。     

曝气生物滤池对污染河水中有机物和氮去除效果

研究了不同粒径的陶粒曝气生物滤池对污染河水的净化效果,考察了气水比、水力停留时间及填料高度对COD和总氮去除效果的影响。结果表明:水力停留时间为4 h时,改变气水比对总氮去除效果影响较大,最佳气水比为2∶1,COD和总氮的去除率分别为92%和74%;气水比为2∶1时,改变水力停留时间对COD去除率影响不明显,水力停留时间为1.6 h时,COD和总氮去除率分别为95%和80%;在气水比为2∶1,水力停留时间为1.6 h条件下运行,小粒径曝气生物滤池在填料高度为45 cm处可完成对氮的去除,而大粒径陶填料高度为60 cm完成对氮的去除。     

浸渍热解法制备铁改性生物炭活化过硫酸盐去除2,4-二硝基甲苯

为探究并优化浸渍热解法制备铁改性生物炭（MBC）活化过硫酸盐（PS）对有机污染物去除的试验条件及影响因素,以2,4-二硝基甲苯（2,4-DNT）为目标污染物,考察了热解参数（热解温度、升温速率和停留时间）、FeCl₃浸渍浓度及初始pH值对2,4-DNT去除的影响,并采用电子自旋共振波谱技术及自由基猝灭试验鉴定了PS/MBC体系中生成的自由基。结果表明:1）热解温度对MBC活化PS去除2,4-DNT的影响最显著,其次为升温速率和停留时间;当热解温度、停留时间和升温速率分别为300℃、3 h和10℃/min时,热解制备的MBC对活化PS去除2,4-DNT的效果最佳;2）FeCl₃浸渍浓度是影响MBC活化性能的重要因素,随着FeCl₃浸渍浓度的升高,2,4-DNT的去除率先增后减,当FeCl₃的浸渍浓度为100 mmol/L时,5 h内2,4-DNT的去除率可达到100%,2,4-DNT去除的准一级动力学常数（k_obs）为1.373 min-1;3）当初始pH值为5.0~9.0时,2,4-DNT均具有较好的去除效果,其去除率为94.5%~83.6%,k_obs为0.606~0.345 min-1;4）PS/MBC体系中生成的·OH是2,4-DNT去除的主要原因,其强度随MBC的热解温度和FeCl₃浸渍浓度的不同差异较大。研究结果表明,浸渍热解法制备的MBC可有效活化PS实现污染物的高效去除,为PS化学氧化处理有机污染水体提供了新思路。     

UV/H_2O_2对氯消毒副产物TCM、DCBM的去除影响因素研究

针对UV/H_2O_2对氯化消毒副产物三氯甲烷(TCM)和一溴二氯甲烷(DCBM)的去除效果及影响因素进行研究,结果表明UV/H_2O_2方法对TCM和DCBM去除效果的影响因素有过氧化氢(H_2O_2)投加量、紫外光照强度、反应p H值和反应物初始浓度。通过不同的反应条件得出:H_2O_2在一定投加量变化范围(10~35 mmol/L)内,随投加量的增加,TCM和DCBM的去除率均呈先上升后下降趋势,H_2O_2最佳投加量分别为25,20 mmol/L;增大紫外光照(UV)强度,TCM和DCBM的去除率均显著提高;随初始p H值的增大,去除率均呈先上升后下降趋势,p H值为7.0时,去除率达到最佳;TCM和DCBM反应初始浓度分别为150,160μg/L时,其去除率最高,在有效时间内去除率分别为95.88%、92.56%。     

曝气生物滤池工艺处理汽车涂装废水

采用曝气生物滤池(BIOFOR)工艺处理江铃集团汽车涂装废水取得了良好的效果。系统出水达到《污水综合排放标准》(GB89781996)一级排放标准,整个废水处理工程具有处理能力强、处理效果好、耐冲击负荷、不需二沉池、工艺流程简单等优点。     

上流式曝气生物滤池(UABACF)处理PVA退浆废水的实验研究

采用上流式曝气生物活性炭滤池(UABACF)处理PVA退浆废水,在固定水力负荷为0.076 m3/(m2·h)条件下,研究气水比对PVA、COD和浊度去除效果的影响,分析污染物去除、微生物量、微生物活性在滤柱高度方向的沿程分布特征。气水比对COD去除率影响最大、PVA次之,对浊度去除的影响最小,在气水比为4∶1条件下,PVA、COD和浊度的去除率分别为66.65%、89.60%和80.25%。1.3 cm滤柱高度以下为污染物高效去除区域,系统微生物量和微生物脱氢酶活性在此高度范围内逐渐降低,而后基本保持稳定状态。生物滤池对PVA主要依靠生物吸附作用去除,生物降解部分仅占被吸附PVA的24.9%。