Ca2+在饮用水铜绿微囊藻控制中的应用

为改善饮用水藻类的混凝去除效果,以铜绿微囊藻为研究对象,考察了单独投加Ca²⁺、Ca²⁺与PAC联用、Ca²⁺与CO₃^2-原位结晶三种方法的除藻效果,并对Ca²⁺和结晶产物CaCO₃的除藻机制进行探讨.结果表明,单独采用Ca²⁺时,Ca²⁺在低浓度下对藻细胞具有吸附电中和作用,高浓度时同时还有架桥作用,但两者均无法实现对铜绿微囊藻的去除.Ca²⁺与PAC联用,Ca²⁺可以通过吸附电中和显著提高PAC的除藻效果,最大去除率可达98.0%,同时Ca²⁺与溶解性藻源有机物（dAOM）的络合可将残余铝降低50%以上.含藻水中原位CaCO₃结晶对铜绿微囊藻的去除率最高可达83.5%,其产物为带正电荷、粒径2~4 μm左右的球型球霰石.球霰石对藻细胞的去除机制包括球霰石与藻细胞的互絮凝,以及球霰石团聚物对藻细胞的卷扫絮凝,同时球霰石还可以作为加重剂促进藻晶产物沉降分离.自来水厂采用CaCO₃原位结晶与PAC联用除藻,可望降低PAC投加量和残余铝风险,并解决CaCO₃原位结晶导致的浊度和pH偏高问题.研究成果为饮用水除藻提供了新思路.     

Effects of advanced oxidation pretreatment on residual aluminum control in high humic acid water purification

Due to the formation of disinfection by-products and high concentrations of Al residue in drinking water purification, humic substances are a major component of organic matter in natural waters and have therefore received a great deal of attention in recent years. We investigated the effects of advanced oxidation pretreatment methods usually applied for removing dissolved organic matters on residual Al control. Results showed that the presence of humic acid increased residual Al concentration notably. With 15 mg/L of humic acid in raw water, the concentrations of soluble aluminum and total aluminum in the treated water were close to the quantity of Al addition. After increasing coagulant dosage from 12 to 120 mg/L, the total-Al in the treated water was controlled to below 0.2 mg/L. Purification systems with ozonation, chlorination, or potassium permanganate oxidation pretreatment units had little effects on residual Al control; while UV radiation decreased Al concentration notably. Combined with ozonation, the effects of UV radiation were enhanced. Optimal dosages were 0.5 mg O3/mg C and 3 hr for raw water with 15 mg/L of humic acid. Under UV light radiation, the combined forces or bonds that existed among humic acid molecules were destroyed; adsorption sites increased positively with radiation time, which promoted adsorption of humic acid onto polymeric aluminum and Al(OH)3(s). This work provides a new solution for humic acid coagulation and residual Al control for raw water with humic acid purification.     

臭氧-混凝交互作用对混凝效果的影响

采用臭氧-混凝联用(臭氧与混凝剂同时投加)和预臭氧混凝(预臭氧后待水中臭氧浓度为0后再投加混凝剂)两种方式处理水样,分析其氧化、混凝效果和消毒副产物生成势(DBPFP)等的差异,研究臭氧-混凝交互作用对处理效果的影响.结果表明,联用和预臭氧混凝效果之间存在明显差异.联用工艺中臭氧与混凝剂间发生交互作用,导致混凝剂水解形态分布发生改变是影响混凝效果的重要原因.联用处理后水样的浊度高于预臭氧混凝,主要原因之一在于臭氧降低了混凝剂水解形态分布中Alb的含量;Cl-DBPFP低于预臭氧混凝出水,是混凝剂Al Cl3及其某些水解形态对臭氧具有催化氧化的作用,促进了消毒副产物前驱物的氧化降解所致.联用对MCAA和CF生成势的去除效果显著强于预臭氧混凝,其中MCAAFP分别为5.6μg·L-1和16.9μg·L-1,CFFP分别为12.5μg·L-1和24.1μg·L-1.臭氧与混凝剂交互作用显著影响混凝效果及消毒副产物的生成,是臭氧和混凝配合使用安全性研究中需要重点关注的内容.因而,相关科研和实际水处理工艺中必须明确预臭氧及混凝剂投加位点和相对次序.     

铝盐混凝除砷影响因素及机制研究

铝盐混凝法被广泛应用于饮用水除砷工程.本研究选取三氯化铝(AlCl3)和富含Al13的聚合氯化铝(PACl)为絮凝剂,考察铝形态、pH值、腐殖酸(HA)以及共存阴离子对砷去除的影响与机制.结果表明,2种絮凝剂对As(Ⅲ)去除效能较低,对As(Ⅴ)去除率可达到近100%.pH影响混凝过程中铝形态分布,从而对铝盐混凝除砷效能产生重要影响.铝盐除砷效能与混凝过程中的Al13形态含量呈正相关关系.由于竞争吸附作用,HA和部分共存阴离子对砷的混凝去除产生负面影响.HA对混凝效能影响与絮凝剂投药量相关,投药量越低,则影响越大.PO34-和F-对混凝除砷效能影响显著,SiO23-、CO23-和SO24-对混凝除砷效能影响较小.本研究将对饮用水强化混凝去除原水中砷具有指导意义.     

全国自来水厂卤乙酸浓度调查、风险评估与标准建议

采用高特异性和高灵敏度的UPLC-MS/MS方法对中国34个城市的117个自来水厂出水中9种卤乙酸进行检测,其中二氯乙酸和三氯乙酸的检出率和检出浓度最高,检出率分别为78.6%和81.2%,平均浓度分别为3.47μg/L和3.31μg/L.风险评价结果表明,二氯乙酸导致我国饮用水致癌风险的期望值为5.72′10-6,处于较低风险水平;全国只有1.7%水厂出水TCAA浓度超过20μg/L的健康指导值.在风险评价的基础上结合我国水厂的卤乙酸浓度数据,建议我国饮用水的二氯乙酸和三氯乙酸标准分别修改为16μg/L和20μg/L.     

饮用水处理中活性炭吸附卤乙酸的特性

采用静态和动态试验研究了活性炭对卤乙酸的物理吸附特性。静态试验表明：在单吸附质条件下,二氯乙酸和三氯乙酸的吸附等温线在低浓度区（Ｃｅ〈５０μｇ／Ｌ）表现为单层吸附,在高浓度区表现为多层吸附。活性炭对三氯乙酸的吸附能力高于二氯乙酸。在饮用水处理常见的浓度范围内,活性炭对三氯乙酸的吸附容量约为二氯乙酸的２倍。在多吸附质条件下,对三氯乙酸的吸附容量只略的降低,对二氯乙酸的吸附容量则显著下降,这与有机物的     

氯、氯胺消毒下钱江源水源水消毒副产物形成特征研究

以钱江源水源水为研究对象,以氯、氯胺为消毒方式,研究了不同消毒条件下,三卤甲烷(THMs)、卤乙腈(HANs)、氯代酮(CKs)、二卤乙酸(DHAAs)、三卤乙酸(THAAs)等消毒副产物(DBPs)的形成情况,以便为水务工作者监测钱江源建库前后水质、DBPs形成的变化提供基础数据.结果显示,氯消毒下DBPs的产量比氯胺消毒高出3~7倍甚至1个数量级,但不管是氯消毒还是氯胺消毒,THMs、HAAs形成量均在我国饮用水标准范围内.氯消毒下,大部分DBPs产量为中、碱性条件酸性条件(除了CKs),氯胺消毒则呈现不同的情况(所有DBPs的产量均为p H=6、p H=7p H=8).消毒剂量对所有DBPs形成具有明显的促进作用;溴离子对THMs、DHANs、DHAAs的形成有明显的促进作用.进一步研究表明,钱江源水源水的水质比钱塘江下游九溪水源水好,DBPs形成也较低,某些指标(如有机碳、有机氮、HANs形成量等)甚至比同省水质较好的金兰水库还要好;而且由于其较高的比紫外吸收值(SUVA),DBPs的溴嵌入能力均比九溪水源水、金兰水库低.此外,就目前的钱江源水源水来说,控制消毒剂量(氯、或氯胺)是控制DBPs形成的有效策略.     

疫情背景下长江中游地区典型饮用水源中PPCPs分布特征与风险评估

对新冠疫情（COVID-19）背景下长江中游武汉段的18个集中式饮用水源地共26个采样点进行水体样品采集.采用超高效液相色谱三重四极杆串联质谱（UPLC-MS/MS）对样品中的药品与个人护理品（PPCPs）的31种物质进行检测,分析了PPCPs的污染特征和生态与健康风险.结果表明,在26个采样点中,共检出23种PPCPs,其中有5种物质在所有点位均有检出,ΣPPCPs浓度范围介于102.44~745.78 ng·L^-1,平均值为206.87 ng·L^-1.检出污染物浓度最高的物质为水杨酸和强力霉素,浓度范围介于28.24~534.24 ng·L^-1和28.72~416.60 ng·L^-1.从空间分布来看,汉江抗生素类PPCPs浓度整体高于长江,而其他种类PPCPs,则表现为长江较高于汉江.生态风险评价结果表明,汉江的生态风险高于长江,藻类风险水平高于无脊椎动物和鱼类,其中水杨酸、强力霉素、林可霉素和金霉素对藻类风险水平较高.健康风险评价结果表明,饮水途径对成人及儿童产生的风险范围分别介于1.14×10^-4~1.36×10^-1和1.04×10^-4~8.21×10^-1,风险水平总体较低,但儿童健康风险高于成人,需要引起重视.通过与近年来长江和汉江流域PPCPs的检出情况对比,疫情背景下长江武汉段PPCPs的污染水平属于中等水平,汉江武汉段的PPCPs污染水平较高.     

臭氧对生物活性炭中微生物及出水消毒副产物的影响

为探究饮用水处理过程中臭氧(O_3)对生物活性炭(BAC)中微生物及出水消毒副产物(DBPs)的影响,以饮用水小试装置的O_3-BAC工段开展研究,系统分析在不同O_3浓度下的水质变化,溶解性有机物(DOM)特征,微生物活性和DBPs产生情况.结果表明,O_3对BAC过滤的影响主要表现为提升微生物对DOM的利用效率,但O_3浓度过高会导致出水中蛋白质和微生物代谢产物(SMPs)等有机物增加.当O_3浓度从0 mg·L~(-1)提升到2. 0 mg·L~(-1)时,BAC中微生物存活率从95. 10%降至62. 60%,但O_3将出水中难降解有机物转变为易生物降解物质,使得微生物活性提高了62. 52%,BAC的生物过滤得到强化;当O_3浓度增加到4. 0 mg·L~(-1)时,微生物存活率降至49. 90%,同时微生物产生的蛋白质和SMPs增加,导致含碳消毒副产物(CDBPs)和含氮消毒副产物(N-DBPs)的生成浓度与不通O_3相比分别上升41. 93%和7. 18%,大大增加水体潜在危险.综上,合适O_3浓度有利于O_3-BAC对DOM的去除,O_3浓度过高会导致BAC过滤效果变差并产生新的DBPs前体物.     

整治带来哪些直接利益?

富阳市通过开展造纸行业专项整治,实现了江南片造纸企业供水、供电、供汽、治污四个统一,区域环境质量持续稳定优良.富阳市境内一江十溪、饮用水水源地与城市内河各水体水质总体保持稳定,4个集中式饮用水