不同饮用水处理工艺中消毒副产物的生成潜能

对取自饮用水处理过程中的水样分别进行氯消毒和氯胺消毒,分析不同饮用水处理工艺对7类18种消毒副产物(DBPs)生成潜能的影响,测定的DBPs包括含碳DBPs[三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)、卤代酮(HKs)、三氯乙醛(CH)]和含氮DBPs[卤乙腈(HANs)、三氯硝基甲烷(TCNM)、总亚硝胺(TONO)]。结果表明,混凝、沉淀和过滤工艺均能有效降低卤代DBPs的生成潜能,活性炭吸附反而会增大TONO的生成潜能。混凝和砂滤工艺对去除含碳DBPs前体物更有效,氧化处理工艺则更有利于含氮DBPs前体物的去除。细胞毒性主要来源于HANs和HAAs,且其变化趋势大致与HANs和HAAs生成潜能一致。水中Br~-浓度的增加会显著增大溴代DBPs的生成潜能,并使细胞毒性大幅升高。     

臭氧化阶段溴类物质生成及其对溴代副产物的影响

通过小试考察了含溴水在臭氧氧化阶段溴类物质的生成规律及Br-的分配情况,以及Br-初始浓度、臭氧投加量、pH值和氨氮含量对溴酸盐和其他溴类物质生成的影响,并针对溴代三卤甲烷生成势(THMFP-Br)、溴代卤乙酸生成势(HAAFP-Br),进一步分析了Br-分配对溴代消毒副产物生成的影响。结果表明,初始溴离子浓度较臭氧投加量对各类溴代副产物的生成量影响大。降低pH值可获得较好的控制BrO-3和降低消毒副产物生成势及其溴代程度的效果,但同时也造成臭氧氧化阶段有机溴化物生成量的增加。氨氮可使THMFP、HAAFP有一定程度的降低。     

氯化消毒条件及污水水质对生成THMs、HAAs的影响

系统地研究了消毒务件和水质在城市污水氯化消毒过程中对生成三卤甲烷和卤乙酸的影响。结果表明，投氯量对三卤甲烷和卤乙酸生成量的影响最大，投氯量为40mg／L时的生成量分别约是投氯量为5mg／L时的30倍和70倍。三卤甲烷浓度随反应时间和温度无明显变化，而卤乙酸浓度在反应2h后达到峰值并在之后逐渐降低，且随温度的升高呈下降趋势。pH对两类副产物生成的影响几乎相反，近中性条件下的三卤甲烷生成量最多而卤乙酸生成量最少。水中氨氮浓度的增加会导致三卤甲烷生成量略有下降，而卤乙酸浓度却大幅上升。溴离子浓度升高将导致三卤甲烷和卤乙酸生成量显著增加，其中三氯甲烷浓度下降，三溴甲烷浓度显著上升，混合取代的三卤甲烷浓度先增加后减少。与此类似，二氯乙酸和三氯乙酸浓度随溴离子浓度的增加而减少，含溴卤乙酸浓度则有不同程度的增加。反应温度、反应时间、pH和氨氮对污水消毒副产物生成的影响与已报道的饮用水消毒中的作用规律存在显著差异，甚至截然相反，这为有针对性地选取消毒工艺参数提供了依据。     

溴离子对污水处理工艺消毒副产物生成势的影响

利用消毒副产物（DBPs）三卤甲烷生成势（THMs FP）和卤乙酸生成势（HAAs FP）,研究了含溴污水在某校园污水处理工艺中沿程DBPs前体物变化及溴离子对DBPs类型的影响规律。结果表明,以A²/O生物工艺为主的二级处理,对污水中DOC、UV₂₅₄的去除效果十分显著,THMs FP在沿程处理中呈逐渐降低的趋势,HAAs FP与SUVA值经二级处理后呈升高趋势,即芳香性与不饱和度高的溶解性小分子有机物是HAAs的重要前体物,含溴消毒副产物（Br-DBPs）占总DBPs的50%～65%;经A²/O工艺处理后,当Br^-浓度由100μg/L增加到300μg/L时,THMs中溴结合因子（BIF）由0.5增加到0.8,HAAs中BIF由0.51增加到0.62,溴代为主的THMs FP和HAAs FP呈逐渐增加的趋势,即溴离子浓度的增加使DBPs的种类由氯代向溴代转化。     

消毒副产物三氯甲烷与膀胱癌的关系

<正>氯化消毒(chlorination)是饮用水加工过程中使用最广泛的消毒方式。然而,氯化消毒过程中可产生对健康有害的物质一消毒副产物(disinfection byproducs,DBPs)。消毒副产物主要包括三卤甲烷(trihalomethanes,THMs)、卤代乙酸(haloacefic acids,HAAs)、卤代乙腈(haloaceton itriles,HAN)等。毒理学研究显示DBPs具有遗传毒性、致突变性、细胞毒性、生殖发育毒性和致癌性。膀胱癌是指发生在膀胱黏膜上的恶性肿瘤。是泌尿系统最常见的恶性肿瘤,也是全身十大常见肿瘤之一。有研究表明消化副产物的暴露与膀胱癌     

氯胺消毒过程中碘代三卤甲烷生成的影响因素

碘代消毒副产物的"三致"特性远高于氯代和溴代消毒副产物,是近年来饮用水领域颇受关注的一类新兴消毒副产物。以微污染原水为研究对象,系统研究了其在氯胺消毒条件下碘代三卤甲烷类消毒副产物生成的影响因素。研究发现,在原水中存在一定浓度碘离子的条件下,采用氯胺消毒可产生较高浓度的碘代三卤甲烷类消毒副产物,其中以三碘甲烷为主;碘代三卤甲烷的生成总量随着反应时间的增加而增加;碘代三卤甲烷的生成量和组成受氯胺投加量的影响较大,在氯胺投加量较低的情况下主要生成三碘甲烷和一溴二碘甲烷,在氯胺投加量较高的情况下生成一氯二碘甲烷、二氯一碘甲烷、一溴二碘甲烷和三碘甲烷四种碘代三卤甲烷;碘代三卤甲烷的生成总量以及三碘甲烷在总碘代三卤甲烷中的比例随着碘离子浓度的增加而提高;总体上,氯胺化过程中碘代三卤甲烷的生成总量随着pH值的升高而增加。     

饮用水氯和氯胺消毒过程中卤乙酸生成势的比较

消毒是保证饮用水微生物安全的重要单元,但消毒过程中产生的消毒副产物也会威胁人体健康。以南方某水源水为研究对象,比较氯和氯胺消毒过程中卤乙酸的生成趋势及影响因素。结果表明,p H值、溴离子及天然有机物(NOM)均对卤乙酸的生成量有影响。与氯消毒相比,氯胺消毒除了能显著降低卤乙酸的生成量,还可以抑制溴代乙酸的生成;随着氯消毒或氯胺接触时间的增加,卤乙酸含量逐渐提高,主要卤乙酸为二氯乙酸(DCAA)、三氯乙酸(TCAA)和一溴二氯乙酸(BDCAA),各种卤乙酸含量均随着接触时间的增加而不断增多。氯化消毒24 h时,生成的卤乙酸总量为32.4μg/L,其中DCAA占卤乙酸总量的45.4%,TCAA占卤乙酸总量的21.2%,BDCAA占卤乙酸总量的24.1%;氯胺消毒24 h时的卤乙酸生成总量为3.8μg/L,DCAA占卤乙酸总量的72.0%,TCAA占卤乙酸总量的11.9%,一溴一氯乙酸(BCAA)的比例为16.0%。氯胺消毒时卤乙酸生成的种类和量均比氯化消毒时有显著降低;当p H值升高时,无论是氯化消毒还是氯胺消毒,卤乙酸生成总量均呈降低趋势;氯和氯胺消毒时,随着溴离子浓度的增加,卤乙酸总量均明显增加,溴结合因子(BIF)也随之提高,但与氯消毒相比,氯胺消毒的溴结合因子要低;对氯化消毒和氯胺消毒两种方式进行比较后发现,消毒过程中均是疏水性有机物生成的卤乙酸总量最多,其次是中性有机物,亲水性有机物生成的卤乙酸总量最少。     

加氯对不同工艺出水消毒副产物生成的研究

分析了W市太湖水净化过程中多点加氯后生成的三卤甲烷消毒副产物含量和其中各组分的比例分配情况,发现对于含有较高浓度溴离子的原水而言,消毒不仅会造成溴代消毒副产物绝对值的增加,还会提高其在三卤甲烷中的分配比例,因此溴代消毒副产物浓度的增加是引起三卤甲烷浓度增高的主要原因。同时,通过开展小试比较液氯和次氯酸钠对以太湖水为原水的水处理消毒效果,得到液氯较次氯酸钠的氧化性更强,投加液氯会促进三氯甲烷的生成,而投加次氯酸钠会造成三溴甲烷、二氯一溴甲烷和一氯二溴甲烷浓度的升高。总体而言,投加次氯酸钠生成的三卤甲烷消毒副产物浓度更高。     

臭氧/氯消毒中藻类有机物生成消毒副产物的特征

饮用水源地藻华会释放大量藻类有机物(AOM),AOM与氯消毒剂反应生成的消毒副产物(DBPs)会给饮用水用户带来不容忽视的健康风险。为此,探究了臭氧/氯消毒对AOM结构和DBPs生成的影响。结果表明,臭氧氧化能有效去除AOM中芳香蛋白和酚类、叶绿素a、藻蓝蛋白结构物质,但是对腐殖酸类结构的去除效果相对较差。DBPs生成总量随臭氧投加浓度的升高而增加,其中主要是三氯甲烷(TCM);卤代乙腈和卤代酮的生成总量随臭氧投加浓度的变化趋势不明显。延长臭氧接触时间会明显增加1 h氯化中TCM的生成量,氯化24 h时DBPs生成总量与臭氧接触时间无关。在臭氧/氯消毒过程中,AOM的DBPs生成潜能低于天然有机物(NOM)。AOM有利于一溴一氯乙腈的生成,而NOM会生成更多的二氯乙腈。     

南方某河流原水中消毒副产物前体物的季节性变化

对我国南方某河流原水进行了一个水文年的监测,通过树脂吸附法等手段对水样中的有机物进行分离富集,分析了藻类及颗粒性有机物、溶解性有机物中不同极性组分对消毒副产物(DBPs)的贡献,同时分析其季节性变化规律。研究发现,原水中DBPs的生成势与有机物含量的变化基本一致,三卤甲烷、卤乙酸和三氯乙醛等3类DBPs前体物含量均在夏季最高;藻类及颗粒性有机物对DBPs的贡献率为6.07%~30.69%,且对三氯乙醛的贡献率要大于对三卤甲烷和卤乙酸的贡献率;原水中的溶解性有机物在春夏季以亲水性有机物为主,而在秋冬季则以强疏水性有机物为主,并且成为主要的DBPs前体物。     

预氯胺化控制消毒副产物技术研究

把氯胺作为一种预氧化剂,研究了预氯胺化工艺中消毒副产物的生成及变化规律.经研究发现,原水中含有一定浓度的氨氮可以有效地降低总三卤甲烷(TTHMs)的生成.TTHMs随着氯胺量的增加而略有增加;预氯胺化反应48 h后TTHMs不再明显增加;随着pH值的升高,TTHMs(主要是溴代三卤甲烷)明显减少;随着氯氮比的增加,溴代三卤甲烷生成量明显升高,经分析认为可能是pH值和氯氮比对溴离子(Br-)与氯胺的卤代反应影响较为复杂造成的.     

三种饮用水消毒副产物形成模型对比研究

选取反应时间(t)、水温(T)、pH、总有碳(TOC)、特别紫外吸光度(UV254)、溴离子浓度(Br-)及反应的氯剂量(Cl2)等相关的水质参数,构建了三卤甲烷及卤乙酸两大类消毒副产物的多元线性回归、非线性回归及神经网络预测模型。结果表明,消毒副产物的多元线性回归模型能逐步筛选回归因子,得出影响消毒副产物形成的主要因素及影响程度,各消毒副产物的多元线性回归方程的线性非常显著(p≤0.05);消毒副产物的非线性回归模型能分析预测各种对消毒副产物的影响不呈线性关系的因素;各消毒副产物神经网络预测的判定参数均大于0.83,表明采用神经网络预测消毒副产物的形成可以获得较精确的预测值。     

不同形态铁对饮用水消毒副产物的影响

铁是自然界中较为活泼的化学元素,在水处理流程的多个工艺中可与消毒剂、消毒副产物前体物以及消毒副产物发生作用。天然水中存在的铁离子会影响水处理流程中的消毒副产物生成量和种类,特别是使三卤甲烷尤其是三氯甲烷的生成量增加。铁盐作为水处理药剂,会对后续消毒过程中消毒副产物的生成造成一定影响,提高出水的致突变性。铁质管道中存在着较为复杂的成分,也能够与消毒副产物发生相互作用,三卤甲烷和卤乙酸等简单消毒副产物的量在管道中会增加,这是管道水中余氯和管壁上残存天然有机物和生物膜反应的结果;三氯乙腈、1,1,1-三氯丙酮、水合三氯乙醛等复杂消毒副产物会减少,这是由于铁和氧化铁会促进这些有机物的水解,同时这些消毒副产物的水解也会进一步增加三氯甲烷的含量。零价铁具有较强的还原能力,可以降解卤乙酸、卤代硝基甲烷等消毒副产物。     

安全氯化消毒工艺的消毒副产物控制

在天津市某水厂进行了新型安全氯化消毒工艺——短时游离氯后转氯胺的顺序消毒工艺的中试，结果表明，进水相同时安全氯化消毒工艺比传统的游离氯消毒工艺产生的三卤甲烷减少了35.8％～77.0％，卤乙酸减少了36.6％～54.8％。消毒接触池进水水质越差，短时游离氯后转氯胺的顺序消毒工艺在控制消毒副产物方面就越有优势。试验中还获得了含较高浓度溴离子原水的消毒副产物生成特性。     

不同净水工艺对含溴水体消毒副产物生成势的影响

以溴离子和有机物浓度不同的5个水厂原水和各工艺段出水为研究对象,考察了不同净水工艺对三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)这两类典型消毒副产物生成势和种类分布的影响。结果表明,仅采用常规处理工艺对THMs和HAAs生成势的控制效果不明显,而增设生物预处理和臭氧氧化预处理工艺能显著提高常规工艺对THMs和HAAs前体物的去除效果,臭氧/生物活性炭(O3/BAC)深度处理工艺能进一步去除THMs和HAAs的前体物。增设预处理和O3/BAC深度处理工艺,并采取砂滤池后置的净水工艺流程对THMs和HAAs生成势的控制效果最好。对于含溴水体,溴离子浓度越高,有机物中亲水性组分所占比例越高,经氯消毒后生成的溴代THMs和HAAs所占比例就越高。随着处理工艺流程的进行,THMs和HAAs的生成势逐渐降低,但是它们的溴结合因子逐渐增大,即毒性更大的溴代组分所占比例逐渐增大。     

氯化消毒副产物的形成及对饮用水质的影响

氯化消毒副产物的形成及对饮用水质的影响①近年来，人们发现在氯化消毒的同时，氯与水中某些有机和无机成份反应会生成一系列对人体健康有害的副产物。现仅就这方面的近期研究结果简述。１三卤甲烷三卤甲烷的前驱物质，一类是天然大分子有机物，如腐植酸、富里酸等，腐植...     

不同离子对Dinoseb氯化降解及消毒副产物生成的影响

以水体中常见的污染物地乐酚(Dinoseb)为研究对象,分析了水中4种不同离子(Br^-、NH4⁺、NO3^-、NO2^-)背景浓度下Dinoseb氯化动力学及生成消毒副产物(DBPs)的情况。结果表明,4种离子对Dinoseb氯化反应的影响顺序为:Br^->NH4⁺>NO2^->NO3^-。产生的消毒副产物主要有三氯甲烷(CF)、三氯硝基甲烷(TCNM)、二氯乙腈(DCAN)、三氯丙酮(TCP)、二氯一溴甲烷(DCBM)等,其中TCNM浓度最高,Dinoseb是TCNM的典型前体物。当水中有Br^-存在时,Dinoseb降解反应非常复杂,降解速率不符合拟一级反应规律,还会产生大量溴代THMs,如二氯一溴甲烷(DCBM)、一氯二溴甲烷(DBCM)、三溴甲烷(TBM)等,它们的浓度均随着Br^-/Cl2值的增加而迅速增加,浓度高低顺序为:DCBM>DBCM>TBM>CF。在相同p H值下,Dinoseb的氯化降解速率随着Br^-浓度的增大而增加;在相同Br^-浓度下,pH值越低,Dinoseb的氯化反应速率越快。与Br^-相比,pH值是更重要的氯化速率影响因素。当水体中有NH4⁺存在时,TCNM产率会提高较多;NO3^-对Dinoseb的氯化反应有一定的抑制作用,各DBPs浓度都有降低;NO2^-可以被水中的次氯酸氧化成NO3^-,消耗水中部分次氯酸,DBPs浓度总体都会降低。     

聚合氯化铝对消毒副产物前体物的混凝去除效能

通过对东北某江水进行强化混凝试验,研究聚合氯化铝对不同分子质量组分、不同pH值条件下的消毒副产物三卤甲烷生成势(THMFP)、卤乙酸生成势(HAAFP)的影响。结果表明,当聚合氯化铝投加量为2.0 mg/L时,三卤甲烷生成势、卤乙酸生成势均呈现下降的趋势。当pH值为5.0时,水解产物以Keggin-Al_(13)形态为主,对THMFP的去除效果最好,混凝机理以电中和为主。当pH值为8.0时,水解产物以Al(OH)_3、Al(OH)_4~-形态为主,对HAAFP的去除效果最好,混凝机理以吸附架桥、网捕卷扫为主。     

O3/BAC对氯化消毒副产物的控制作用

采用臭氧化—生物活性炭(O3／BAC)深度处理工艺去除水中消毒副产物前质的试验结果表明，该工艺能够有效去除水中消毒副产物前质，可控制氯化消毒副产物的生成，其中主臭氧化对三卤甲烷前质和卤乙酸前质均具有很好的去除效果，生物活性炭对卤乙酸前质表现出较好的去除效果，但对三卤甲烷前质的去除效果有限；藻类、有机物等在滤层的累积使得砂滤池在同一工作周期中的不同阶段对水中三卤甲烷前质的去除效果有所不同，因而需要合理设置砂滤池的反冲洗周期。臭氧化—生物活性炭工艺充分发挥了臭氧化和生物活性炭两种技术的优点，并相互促进和补充，能够充分保障饮用水的安全性。     

成都市饮用水中消毒副产物的变化研究

以成都市第六水厂的工艺出水和管网水为测试对象，研究了常规处理工艺对消毒副产物及其前体物的去除特性，分析了消毒副产物在管网中的变化规律，并且提出了控制饮用水中消毒副产物的对策。研究结果表明：①成都市自来水中消毒副产物的主要成分为卤乙酸；②常规处理工艺对三卤甲烷前体物和卤乙酸前体物均有很好的去除效果(去除率为50％左右)，但对卤乙酸(HAAs)和三卤甲烷(THMs)却无去除作用；③预氯化产生的THMs、HAAs分别占管网中此类物质最高浓度的22％和50％；④应该以管网入口处三氯甲烷、卤乙酸的浓度作为整个管网的控制指标。