常规氯化消毒工艺中典型消毒副产物生成的数学模型

快速有效监控饮用水中消毒副产物的生成,是饮用水安全管理中的重要基础性工作.基于供水企业常规氯化消毒工艺过程,采用均匀试验设计,研究了水源地源水UV254值、氨氮含量、加氯量和pH值等关键因素对典型消毒副产物三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)生成的影响,并以SPSS统计软件对数据进行了线性和非线性拟合.结果表明:线性模型能较好地描述THMs和HAAs的生成(相关度均大于0.9),而非线性模型中二者的相关度分别为0.924和0.883;考虑各因素交互作用下,THMs和HAAs生成的线性模型的相关度均为1,进一步改善了拟合效果.建立的快速预测上述消毒副产物生成的新方法,可为完善检测条件制约下饮用水安全风险管理提供理论依据.     

溴离子对预氯化和常规水处理工艺中消毒副产物的影响

为了解低质量浓度溴离子对饮用水中消毒副产物的影响,以天津市某给水厂的水源水作为实验对象,模拟整个给水处理厂工艺流程,研究了溴离子质量浓度对预氯化和混凝沉淀、过滤、消毒等水处理工艺出水中受管制的三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)质量浓度变化的影响,并分析了溴离子质量浓度(50～200μg·L-1)对不同水处理工艺中溴在THMs和HAAs中分配的影响.结果表明:随着溴离子质量浓度的增加,各工艺出水中的溴代三卤甲烷和总THMs的质量浓度均有一定程度的上升,三氯甲烷质量浓度则有所下降;二溴乙酸、一溴乙酸的质量浓度也有不同程度的升高,一氯乙酸质量浓度基本保持不变,二氯乙酸(DCAA)、三氯乙酸(TCAA)质量浓度逐渐下降,且各工艺出水中的DCAA和TCAA质量浓度均远高于其余几种HAAs的质量浓度;各工艺出水中THMs和HAAs的溴结合因子均升高.但是在本文设定的溴离子质量浓度变化范围内,各工艺中溴在THMs和HAAs中分配的比例分别为72%～79%和21%～28%,表明溴离子在低质量浓度情况下,对溴在THMs和HAAs中分配影响不大,且仅预氯化和消毒改变了氯代和溴代消毒副产物的比例.     

水华期水体中DOM组成及其消毒副产物生成潜能

以太湖水华期原水为实验水样,初步研究水华期水体中溶解性有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)的组成及其消毒副产物生成潜能(DisinfectionBy-Products Formation Potential,DBPFP).利用XAD-8大孔树脂,将水体中DOM分离为亲水性物质(Hydrophilic Substances,HIS)、疏水碱性物质(Hydrophobic Bases,HOB)、疏水酸性物质(Hydrophobic Acids,HOA)、疏水中性物质(HydrophobicNeutrals,HOB).4种DOM组分的溶解性有机碳(Dissolved Organic Carbon,DOC)浓度分布情况为:HIS最高为10.2mg/L,占原水DOC浓度的72.86%.不同DOM组分的DBPFP实验表明,HIS的三卤甲烷生成潜能(Trihalomethanes FormationPotential,THMFP)和卤乙酸生成潜能(Haloacetic Acids Formation Potential,HAAFP)分别占4种DOM消毒副产物生成潜能之和的63%和31.25%,为主要的消毒副产物前体物.由于HIS为水华期水体中DOM的主要组分,且具有DBPFP高、不易在水处理过程中去除的特点.因此进一步考查了不同氯化条件(氯化剂用量、氯化时间、水体pH值)对HIS氯化生成DBPs的影响.研究结果表明:DBPs生成量与氯化剂用量及氯化时间成正相关.pH对HIS氯化生成THMs和HAAs的影响并不相同.在实验所选取的pH范围之内,THMs生成量随pH的升高,呈逐渐增加的趋势,而HAAs产量却表现为先增加后减少.     

饮用水消毒副产物DBPs的研究进展

饮用水消毒副产物（DBPs）是消毒剂和一些天然有机物（NOM）反应生成的化合物,主要包括三卤甲烷（THMs）、卤代乙酸（HAAs）、卤代乙腈（HANs）和致诱变化合物（MX）等,文章介绍了饮用水中消毒副产物的研究状况,对DBPs的种类与分布状况、生成影响因素、毒性与健康效应、饮水DBPs控制方法的研究概况及进展进行了综述。     

藻有机物的消毒副产物生成特性研究

采用腐殖酸、铜绿微囊藻及其胞外有机物(EOMs)、牛血清蛋白(BSA)、淀粉、DNA和鱼油分别代表和模拟腐殖酸、藻类及其EOMs、藻类蛋白质、藻类多糖、藻类核酸和藻类脂肪,并分别考察这些化合物的三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)和N-亚硝基二甲胺(NDMA)等消毒副产物的生成情况.结果表明,这7种有机物样品的THMs生成势分别为2.46,11.55,4.01,3.60,0.75,3.08,17.57μg/mg TOC,HAAs生成势分别为4.46,14.82,5.28,10.60,1.68,5.70,4.64μg/mg TOC,NDMA生成势分别为0.293,0.216,0.054,0.212,0,0.215,0μg/mg TOC.综合比较可知,除淀粉外的其他模拟藻有机物样品均具有较腐殖酸更高的THMs和HAAs生成势,而腐殖酸则具有较所有模拟藻有机物样品更高的NDMA生成势.     

O_3-BAC工艺对含溴水体消毒副产物生成势的影响

该文主要研究了含溴水体在经过臭氧-生物活性炭(O3-BAC)工艺处理前后消毒副产物生成势的变化。通过加氯培养测定三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)的生成势。结果表明:进水经过臭氧-生物活性炭系统处理后,总三卤甲烷(TTHM)和9种卤乙酸(HAA9)的生成势均降低了20μg/L左右,抑制率在30%以上。其中,主要去除的是一些含氯的消毒副产物如三氯甲烷、二氯乙酸和三氯乙酸的前体物。当原水中含有高质量浓度的Br-时,臭氧化可能会导致含溴消毒副产物(如三溴甲烷、一溴乙酸和二溴乙酸)占总消毒副产物的分配比例升高。同时,研究表明:活性炭对于溴代副产物(Br-DBPs)前体物的去除效果低于氯代副产物(ClDBPs),因此在经过Q3-BAC工艺处理后,消毒副产物生成势中,溴代产物所占分配比例进一步增加。     

氯胺消毒对不同有机物生成消毒副产物的影响

在将有机物分级和分类的基础上,研究了氯胺消毒对不同类有机物生成消毒副产物的影响.试验结果表明:对于亲水性和强疏水性有机物,氯胺消毒主要减少溴代三卤甲烷(CHCl_2 Br和CHClBr_2)的生成;对于弱疏水性有机物,氯胺消毒主要减少二溴乙酸(DBAA)和三氯甲烷(CHCl_3)的生成;氯胺消毒能使分子量小于10 ku的有机物生成三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)的量明显降低,并且随着有机物分子量的升高,氯胺消毒的影响效果有一定程度的减弱.     

中高氨氮浓度下黄浦江原水的加氯方式

上海闽行自来水公司第三水厂深度处理工艺后出水的氨氮质量浓度在0.5~1.5 mg/L之间,分别通过折点加氯消毒和氯胺消毒,比较管网运行24 h内的持续消毒效果、细菌灭活率、总有机碳(TOC)、三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)浓度随时间的变化规律,从而确定最佳消毒方式。实验结果表明:氯胺消毒后余氯的持续消毒效果远强于折点加氯消毒;氯胺消毒短时间杀菌效果虽弱于折点加氯消毒,但维持管网内的杀菌和抑制细菌增长的能力更强;24 h后两者TOC含量相差不大;折点加氯消毒后产生THMs的种类和浓度随时间递增,而氯胺消毒后仅产生三氯甲烷,大大降低了卤代甲烷类消毒副产物的生成量;2种消毒方式后产生的HAAs主要为二氯乙酸和三氯乙酸,占总HAAs的90%左右。     

用三卤甲烷预测相应的三卤乙酸

THMs和HAAs为饮用水中两大类主要的氯消毒副产物(ICDBPs)．THMs和HAAs中的THAA(或X3AA)的生成途径相类似，当水中含有Br—时会形成含Br的THMs和X3AA，且Br离子浓度对两种组成成分的影响也很相似．据此特点，建立了一种用各种THMs和Cl3AA的摩尔浓度来预测相应的其他三种X3从浓度的模型，并用实验数据进行了验证。     

铜绿微囊藻对摇蚊幼虫代谢产物的影响

研究了摇蚊幼虫代谢物溶液氯胺化过程中铜绿微囊藻、氯胺质量浓度、反应时间、p H值和温度等条件对形成消毒副产物(DBPs)的影响.包括三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)、卤代乙腈(HANs)、水合氯醛(CH)、三氯硝基甲烷(TCNM)和卤代酮(HK).实验中未检测到三氯乙腈(TCAN)、三氯丙酮(TCP)和三氯硝基甲烷(TCNM).在摇蚊幼虫代谢产物的氯胺消毒过程中,THMs的产生量增加,但在铜绿微囊藻存在下HAAs含量减少.二氯丙酮(DCP)在开始增加,随着氯胺质量浓度、反应时间、p H值和温度的逐渐升高而减少.二氯乙腈(DCAN)和水合氯醛(CH)随着氯胺质量浓度和反应时间的增加而逐渐增加,随着p H值和温度的升高而降低.二氯乙酸(DCAA)随氯胺质量浓度和温度的升高而增加,随反应时间和p H值的增加而降低,三氯乙酸(TCAA)随氯胺质量浓度的增加而增加,随温度的升高而降低.随着总有机碳(TOC)质量浓度的增加,TCM、DCP、DCAA、TCAA呈稳定上升趋势,DCAN、CH呈先上升后下降趋势.     

氯消毒的副产物及可替代剂

氯作为消毒剂已被广泛应用，在饮用水消毒上起分非常重要的作用，然而氯消毒却存在副产物的问题。应在保留现有氯消毒方式的基础上，最大限度地减少副产物；或采用可替代氯的消毒剂，降低饮用水中的DBP浓度。     

饮用水中三卤甲烷的形成与控制技术回顾与展望

由于三卤甲烷化合物(THMs)对肝脏、肾脏和消化系统具有致癌作用，因此饮用水中THMs的形成和控制越来越引起人们的关注，本主要从THMs的暴露途径、生成机理、影响因素和控制技术等几方面对国内外有关THMs的研究进展进行了具体论述，并在此基础上对其今后的研究重点进行了展望。     

畜禽产品加工过程中有害物质的形成机制及抑制措施--以杂环胺为例

畜禽产品加工过程中容易形成致癌性、致突变性的杂环胺.IQ型杂环胺通过非酶褐变形成,即包含肌酸、氨基酸、糖的美拉德反应;氨基咔啉主要是通过氨基酸和蛋白质在高于300℃的温度下热解产生.研究表明,随着加工温度的升高和加工时间的延长,杂环胺含量显著上升.一些天然植物提取物以及抗氧化剂对杂环胺的形成有一定抑制作用.介绍了杂环胺的结构、分类、含量、影响因素等,重点对杂环胺的形成机制及抑制措施进行了分析.     

医疗废水消毒技术探讨

消毒是医疗废水处理的必需环节,人们对环境与安全的要求日益提高,不仅需要消毒剂能够杀灭废水中的致病微生物,也要求消毒剂本身不对水体造成二次污染.目前常用消毒技术中,传统氯消毒仍占主导地位,但其容易产生消毒副产物等弊端.以紫外消毒为代表的新技术发展迅速,大有取代传统消毒剂的趋势,而膜消毒和电化学消毒是医疗废水消毒新的研究方向,有广阔应用前景.     

Hydrous manganese dioxide adsorbing humic acid： controlling trihalomethane formation

Effectiveness of hydrous manganese dioxide (δMnO2) adsorbing humic acid under different conditions and its subsequent effects on trihalomethane (THMs) formation have been studied. Humicacid removal increases with higher pH and residual TOC decreases from 3.63 mg/L to 1.68 mg/L with pH increasing from 5.5 to 8.5 at 3.0 mg/L δMnO2; δMnO2 exhibits good potential of removing humic acid and the adsorbing potential as high as 1 mg TOC/mg δMnO2 is achieved; the fractional reduction of humic acid with higher molecular weight is about 30% higher than that with lower molecular weight. δMnO2 adsorption obviously reduces subsequent THMs formation; more significant THMs formation reduction is observed for humic acid with higher molecular weight. δMnO2 adsorption is an important factor that contributes to humic acid removal and THMs formation reduction in permanganate pre-oxidation process.     

Removal of disinfection by-product formation potentials by biologically assisted GAC treatment

The object of this paper is to evaluate the removal of disinfection by-products formation potential by artificially intensified biological activated carbon（BAC） process which is developed on the basis of traditional ozone granular activated carbon （GAC）. The results show that 23.1% of trihalomethane formation potential （THMFP） and 68% of haloacetic acid formation potential （HAAFP） can be removed by BAC, respectively. Under the same conditions, the removal rates of the same substances were 12.2% and 13-25% respectively only by GAC process. Compared with GAC, the high removal rates of the two formed potential substances were due to the increasing of bioactivity of the media and the synergistic capabilities of biological degradation cooperating with activated carbon adsorption of organic compounds. BAC process has some advantages such as long backwashing cycle time, low backwashing intensity and prolonged activated carbon lifetime, etc.     

饮用水卤代消毒副产物及其控制技术研究

论述了饮用水卤代消毒副产物(三卤甲烷和卤乙酸)的研究现状,分析了其对人类健康的危害,介绍了去除副产物的各种有效途径,并展望了今后的研究方向。