深度处理技术如何作用于引黄水库水消毒副产物之去除规律

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1、深度处理技术如何作用于引黄水库水消毒副产物之去除规律-->第1章绪论1.1研究背景2013年水利部黄河委员会公报显示：黄河流域重点断面76个，其中黄河干流10个，支流57个。I~III类标准的断面20个，占29.9%;IV~V类标准的断面有13个，占1.4%，劣V类标准的断面34个，占50.7%，主要超III类污染指标为BOD5、石油类以及氨氮，黄河水质不断恶化。杨厚玲等利用GC/MS技术检测了黄河水中的有机物种类，研究发现，黄河原水中共检出包括烷烃类、有机酸、酯类、醇类、苯系物、含氮化合物、杂

2、环化合物、不饱和烃类等在内的26种有机污染物，其中有3类有毒物质。黄河水中含量相对较高的有机污染物是醋类、酸类、烷烃类物质。然而，采用氯对饮用水进行消毒时，氯可以和饮用水中的天然有机物(naturalorganicmatter,NOM)反应生成消毒副产物(Disinfectionby-products，DBPs)。自从1974年Rook在美国Nean首次在饮用水中发现了卤乙酸（HAAs)，并证明卤乙酸作为氯化消毒副产物中另一大类致癌风险较高的物质，在氯化消毒饮用水中广泛存在，其致癌风险是三卤甲烷

3、的50~100倍，给人们的健康带来沿在的危害。目前人们在饮用水中已经检测出765种对人体有害的物质，其中致癌物质20种，疑为致癌物质23种，促癌物18种，致突变物56种，这些物质还会引起人的肝和神经中毒和代谢紊乱，增加了饮用水水质的遗传毒性。目前我国的应用水标准越来越严格，2007年新修订的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006)中，水质监测指标由原来的35项增加至106项，其中饮用水消毒剂指标由1项增至4项，毒理指标中有机化合物由5项增至53项，体现了国家及公众对饮用水安全的重视。氯化

4、消毒在现在乃至未来一段仍将是最主要最适宜的消毒方式，如何有效控制消毒副产物的生成，已经成为当今饮用水处理领域的重大课题。1.2国内外对消毒副产物的研究进展1.2.1饮用水中消毒副产物的生成机理水中能与氯反应生成消毒副产物的有机物称为消毒副产物的前体物(disinfectionby-productsprecursor)。它是消毒副产物的母体物质，其含量及成份直接影响着消毒副产物的产量及种类消毒副产物的前体物主要于天然有机物生活污水和工业废水中部分有机物加氯也可以生成消毒副产物。消毒副产物的前体物主

5、要有三大类：其一，是天然大分子有机物，如腐殖酸(HA)和富甲酸(FA)等；其二是小分子有机物，如酚类化合物、苯胺、苯醌、1,3二环己二酮、氨基酸等多种有机物；其三，是藻类有机体及其分泌物。腐殖酸和富里酸约占水体可溶性有机物的50%以上，通过传统化学分析、热解分析以及光谱分析等非降解技术等所获得的腐殖质结构碎片信息得知，腐殖酸中含有各种含氧官能闭，主要是羟基、酚羟基、醇羟基、甲氧基、羧基和羰基等。腐殖酸是大分子带阴离子的羟基苯醌、芳香族氨基羧酸等混合物，其结构极为复杂，结构中最多的是间苯二酚型羟基

6、芳香环。桑义敏等的研究发现，源水中脂肪族化介物一般不形成DBFs，而芳香族及酚类结构单元是氧化消毒中易于氯发生反应的部分，这种芳香环极易生成THMs。此外，间苯二酚上的羟基化合物及其衍生物也会生成三卤甲烷。有关研究表明，DBFs的产生主要是由于氯消毒时，氯与水中腐殖酸和富里酸产生复杂的物理、化学反应的结果。饮用水加氯消毒过程中，次氯酸(HOC)等消毒剂既是一种氧化剂，也是一种亲电加成试剂。研究发现，腐殖酸等氯化途径包括氧化、取代和加成三种反应机理。对三卤甲烷而言，反应过程可分为两步：第一步是氯原

7、子对消毒副产物前体物的取代与加成反应；第二步，前体物中的烯醇式结构发生互变异构，形成醛酮结构，在经历开环、水解、脱羟后，逐步生成三卤甲烷。对卤乙酸等其它氯代消毒副产物的研究虽然不及三卤甲烷深入，但普遍认为三氯乙酸的形成与腐殖酸的芳香环断裂有关，二氯乙酸的形成与腐殖酸上芳香环和含氮官能团的多少有关。第2章试验分析及研究方法2.1实验室小试装置..........92.2生产性试验工艺流程..........102.3试验水样及水质参数..........102.3.1水质分析项目和方法......

8、....112.3.2消毒副产物的检测方法研究..........11第3章生产工艺消毒副产物生成特性研究3.1深度处理工艺各单元出水消毒副产物的生成势及去除规律..........163.1.1三卤甲烷生成势随季节的变化..........163.1.2深度处理工艺对总三卤甲烷生成势的去除率..........193.1.3卤乙酸的生成势随季节变化..........203.1.4深度处理工艺对总卤乙酸生成势的去除率..........223.1.5三卤甲烷和卤乙酸生成势的关系........