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.     

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。     

臭氧氧化对糖精氯消毒衍生DBPs的影响

针对糖精(SAC)在饮用水处理系统中的转化可能影响水质安全的问题,对其衍生消毒副产物(DBPs)的生成风险进行研究,考察臭氧深度处理工艺对SAC衍生DBPs种类及水平的影响.研究结果表明:氯直接氧化SAC可产生三氯甲烷(TCM)、二氯乙酸(DCAA)、三氯乙酸(TCAA)和二氯乙腈(DCAN)等DBPs,其生成势分别为8.1,0.4,1.2,0.1μg/mg;经臭氧氧化后,SAC衍生氯系DBPs主要包括TCM,DCAA,TCAA和DCAN,种类未发生变化,生成势分别为24.6,15.7,49.2,17.8μg/mg,分别为直接氯化DBPs的3,39,41,178倍;SAC经臭氧氧化后,发生羟基取代及断键、开环等反应,从而产生酚、马来酸和氨基苯酚等物质,后续氯氧化产生了更高生成势的TCM,DCAA,TCAA和DCAN等DBPs;SAC氯化衍生TCM,DCAA,TCAA和DCAN的生成势随臭氧氧化时间的延长先升高后降低,在20 min时达到最大.     

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.     

不同消毒方式供水管网中消毒副产物的分布特征

针对我国东南沿海地区4个使用不同类型二次消毒剂（氯、氯胺、二氧化氯）的局部管网水样的中三卤甲烷（THMs）、卤乙酸（HAAs）、卤乙腈（HANs）的分布特征及影响因素进行了分析。结果表明，3座城市DBPs的超标风险整体较低，采集的117份水样中有10份水样THMs超过国标限值，其余DBPs均符合标准。以氯为消毒剂的管网水样中THMs浓度和HANs浓度远高于其他管网，以二氧化氯为消毒剂可以减少消毒副产物THMs的生成，但以氯胺为消毒剂的上海地区HAAs浓度较高，是其他3个系统的5~19倍，可能与原水中HAAs前体物含量较高有关。在SH-NH?Cl系统中，消毒剂浓度与输配距离成反比（r = -0.57），同时该系统中硝酸盐、亚硝酸盐及氨氮浓度也随距离变化，说明饮用水在管网输送过程中余氯被逐渐消耗，同时管网中发生了硝化反应，氨氮被氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。WJ-Cl₂系统中DBPs与输配距离相关，HANs浓度沿程减少（r = -0.49），HAAs浓度沿程增加（r = 0.45）。此外，建筑管网中长停滞时间也会影响水样理化指标。该研究揭示了不同类型二次消毒剂的管网水中DBPs浓度水平和变化规律，研究结果可为不同地区水质安全评价和风险控制提供依据。     

一溴一氯硝基甲烷的紫外光降解

为了研究一溴一氯硝基甲烷(BCNM)在紫外光条件下的降解规律,实验考察了紫外光照强度、初始浓度、pH、自由氯浓度和溴离子浓度对BCNM光降解的影响.实验结果表明:BCNM的光降解率随紫外光照强度、pH的增大而上升,随BCNM初始浓度的增大而下降;当反应溶液中加入自由氯和溴离子时,BCNM的光降解率随加入浓度的增大而上升;当加入自由氯时,BCNM在光降解的同时会有一溴二氯硝基甲烷(BDCNM)、二氯硝基甲烷(DCNM)、一氯硝基甲烷(CNM)、三氯硝基甲烷(TCNM)和一溴硝基甲烷(BNM)生成,且生成量随反应时间先升后降,其峰值随自由氯浓度的增大而增大.BCNM初始质量浓度在0～600μg/L范围内时,其紫外光降解符合准一级反应动力学方程.此研究可为在饮用水和污水消毒过程中控制BCNM的生成提供帮助.     

三氯硝基甲烷在紫外/氯共同消毒过程中的生成与降解

探讨了低压UV/氯共同消毒含聚二烯丙基二甲基氯化铵饮用水,对三氯硝基甲烷(TCNM)形成的影响.在低压汞灯照射条件下(λ=254 nm),考察了光照强度、自由氯浓度、·OH和p H以及聚二烯丙基二甲基氯化铵、二甲胺(DMA)和甲胺(MA)对TCNM形成和降解的影响,并研究了TCNM直接光降解,分析了其降解原因.实验结果表明:TCNM生成量随光照强度、自由氯浓度的增加而增加,随pH增加而降低;胺类物质分子结构越简单,越易生成TCNM;TCNM能直接光降解,但·OH在反应过程中不起主导作用.在这些实验条件下,UV/氯共同消毒可以改变含聚二烯丙基二甲基氯化铵水中的TCNM形成趋势,实验开始时间TCNM生成量显著增加,在5 min时其增幅超过了300%,然后TCNM的生成量显著减少,并且在30 min后几乎消失.该实验结论有助于形成新的TCNM控制策略,以减少TCNM在饮用水和污水处理过程中的产生.     

高铁酸钾-次氯酸钠联用对卤乙腈生成控制

为有效控制饮用水中氯消毒产生的有毒副产物卤乙腈,以天冬氨酸、谷氨酸、酪氨酸为前体物,研究不同前体物对四种卤乙腈生成能力及K₂FeO₄和NaClO单独、联合投加对其控制效果的影响．结果表明：氯处理不同前体物均生成四种卤乙腈,但生成量存在差异;而增加初始氯质量浓度能提升溴代与氯化反应,导致反应产物由DCAN(二氯乙腈)和BCAN(溴氯乙腈)向TCAN(三氯乙腈)和DBAN(二溴乙腈)转变．此外通过K₂FeO₄和NaClO联用试验发现：当不同投加顺序的投加间隔分别控制为10,60 min时,与单独加氯相比,四种卤乙腈生成减少近70%;在同时投加工艺中,当铁氯投加比为30∶1时,对卤乙腈最终生成控制效果最好,分别降低81.14%,94.25%,96.68%和89.55%,其原因为ClO^-和K₂FeO₄分解产生的原子态氧通过提升不同价态铁的稳定性而增加卤乙腈的去除率．     

丙氨酸在紫外/氯工艺中生成挥发性DBPs的潜能

采用紫外/氯(UV/chlorine)组合工艺对原水中代表性氨基酸-丙氨酸(Ala)进行处理,并对该过程中产生的挥发性消毒副产物(三卤甲烷和卤乙腈)进行测定和分析.研究了不同投氯量、pH、紫外照射时间、溴离子和氨氮浓度对消毒副产物(DBPs)生成潜能的影响.结果表明,丙氨酸经紫外/氯工艺处理后会产生三氯甲烷(TCM)和二氯乙腈(DCAN)两种消毒副产物,且TCM、DCAN的质量浓度在处理15 min时达到最高的20.37μg/L和34.17μg/L,在较低的[Ala]/[Cl2]、较长的紫外照射时间以及中性的pH条件下有利于减少TCM和DCAN的产生,本试验得出的最佳工况为[Ala]/[Cl2]=1∶2,紫外照射2 h,溶液pH=7.此外,水中存在的溴离子使得UV/chlorine消毒后产生了溴氯乙腈(BCAN),增加了消毒副产物的种类和毒性;而氨氮的存在则会减少相应的消毒副产物的产生.还对不同工艺进行了对比,单独紫外照射时没有产生消毒副产物,单独使用氯时TCM产率小于UV/chlorine的产率,但DCAN的产率大于UV/chlorine的产率.最后,提出了UV/chlorine处理丙氨酸生成消毒副产物的可能途径:先是进攻丙氨酸氮原子上的氢,接着是脱羧基和脱氨基作用,生成乙醛和乙腈,再经过一系列取代和水解反应生成二氯乙腈和三氯甲烷.以上试验结果可以为紫外/氯组合工艺的应用和推广提供理论依据.     

离子色谱法检测饮用水中卤乙酸

<正>卤乙酸是饮用水加氯消毒的副产物之一,在目前已知的500多种消毒副产物中,挥发性三卤甲烷含量最大,致癌性已被公认,其次是卤乙酸类,已知共有9种,约占挥发性三卤甲烷总浓度的50%,由于其具有潜在的致癌致畸变性,已经引起人们的高度关注[1],其中二氯乙酸(DCAA)和三氯乙酸(TCAA)具有较大的致癌风险,也是饮用水中卤乙酸的主要存在形式,已被证实二氯乙酸和三氯乙酸对动物具有明显致癌作用[2],因此国家已作了明确限量规定。目前卤乙酸的分析方法主要有GC分     

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。     

饮用水中典型含氮消毒副产物卤乙腈的质量浓度分布

调查了采用预氯化消毒工艺的某自来水厂不同工艺单元出水(沉淀出水、过滤出水和出厂水)中3种典型含氮消毒副产物(N-DBPs)卤乙腈(HANs):二氯乙腈(DCAN)、溴氯乙腈(BCAN)、二溴乙腈(DBAN)的质量浓度随季节变化关系.研究发现,三种HANs的质量浓度水平在夏季和初秋时节最高,BCAN与DBAN的质量浓度还受到原水中Br-质量浓度的影响.沉淀和过滤出水中DCAN质量浓度与溶解性有机氮DON值存在明显的线性关系(沉淀水:R2=0.893;过滤水:R2=0.892),与DOC值之间的线性关系并不明显.BCAN、DBAN质量浓度与DON之间的线性关系较弱,与DOC之间未存在明显的线性关系.咸潮期HANs的溴分布系数相对较高,对咸潮期溴代N-DBPs的控制应引起重视.     

常规净水工艺中三氯硝基甲烷质量浓度分布调查

对采用预氯化工艺的上海某水厂常规净水工艺出水中的典型含氮消毒副产物(N-DBPs)三氯硝基甲烷(TCNM)进行了取样调查,研究了不同季节各工艺单元出水中TCNM的质量浓度分布,以及过滤工艺对TCNM的去除效果;同时也初步探讨了TCNM与溶解性有机氮(DON)和溶解性有机碳(DOC)之间的关系.研究表明,在该水厂的常规净水工艺中,普遍检测到TCNM的存在,其质量浓度随季节变化并不明显,与水中DON的质量浓度存在较密切的联系;此外,传统净水工艺中,过滤对三氯硝基甲烷有着良好的去除效果.     

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.     

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.     

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。     

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。     

典型胺类物质的消毒副产物生成潜能

在pH为8.0的磷酸盐缓冲体系中,加氯量为 x (Cl₂):x (N)=8∶1、温度为(20±1)°C条件下测试甲胺、乙胺、二甲胺、甲基乙胺、二乙胺、苯胺和对氯苯胺等7种胺类物质的三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈、卤代酮、三氯硝基甲烷和水合氯醛等6类消毒副产物的生成潜能。结果表明,7种胺类物质的三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈、卤代酮、三氯硝基甲烷和水合氯醛的生成潜能分别为08～459.0 mmol／mol,13～35mmol／mol,0.01mmol／mol和0.06～39.00 mmol／mol;总消毒副产物潜能为14～480 mmol／mol,其中以三卤甲烷和卤乙酸两类占总消毒副产物生成量的99％以上(除在对氯苯胺中占87％以外)。由于二乙胺和对氯苯胺两种物质与氯的反应活性较高,消毒副产物生成潜能也最大。     

天津市环境空气中卤代烃污染特征

 为研究天津市区环境空气中卤代烃的污染特征,对夏季天津市区26个采样点进行了卤代烃的监测,并且选择蓟县九山顶风景区作为对照点.采用Agilent7890A/5975C气相色谱质谱联用仪共定量检测出8种卤代烃,其中5种卤代烃的检出率大于50%,分别为二氯甲烷、氯苯、二氯二氟甲烷、三氯氟甲烷和氯甲烷.本文重点对这5种卤代烃进行了浓度水平分析,5种卤代烃的平均浓度从高到低依次为：氯甲烷(6.75μg/m³)>二氯二氟甲烷(5.43μg/m³)>二氯甲烷(4.09μg/m³)>三氯氟甲烷(2.95μg/m³)>氯苯(0.46μg/m³).通过市内6区及不同功能区卤代烃的浓度比较,南开区卤代烃的浓度普遍较高,河西区卤代烃浓度普遍较低.各功能区氯甲烷和氯苯的浓度均高于对照点,商业区三氯氟甲烷的浓度明显高于其他功能区.     

紫外光降解含氮消毒副产物氯代乙腈效能研究

采用紫外光（UV）降解饮用水中含氮消毒副产物（N-DBPs）二氯乙腈（DCAN）与三氯乙腈（TCAN）,研究了初始浓度、pH值和辐照强度等对UV光降解2种N-DBPs的影响.结果表明：UV可降解DCAN与TCAN,其中去除TCAN效率较高,在UV辐照2h,pH 7.70的常温条件下,质量浓度为100μg.L-1的TCAN去除率可达98.5%以上;而对100μg.L-1的DCAN,辐照6h后的去除率为97.0%;UV降解DCAN的去除率与其初始浓度正相关,TCAN的初始浓度对UV降解最终去除率几乎没有影响;pH值对UV降解2种N-DBPs的影响较小,但随pH值的增高,2种物质的降解为水解与光解的协同作用;UV辐照强度的增加有利于DCAN与TCAN的去除;自来水中余氯的存在,一定程度上可能会促进DCAN与TCAN的降解速率.