高有机物原水消毒副产物三氯乙醛的生成特性与控制技术.pdf

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1、硕士学位论文高有机物原水消毒副产物三氯乙醛的生成特性与控制技术FORMATIONCHARACTERISTICSANDCONTROLTECHNIQUESOFCHLORALHYDRATEINHIGHORGANICCONTAININGSOURCEWATER李晓宇哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU991.2学校代码：10213国际图书分类号：628.1密级：公开工学硕士学位论文高有机物原水消毒副产物三氯乙醛的生成特性与控制技术硕士研究生：李晓宇导师：陈忠林教授申请学位：工学硕士学科：市政工程所在单位：环境学

2、院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU991.2U.D.C:628.1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringFORMATIONCHARACTERISTICSANDCONTROLTECHNIQUESOFCHLORALHYDRATEINHIGHORGANICCONTAININGSOURCEWATERCandidate：LIXiaoyuSupervisor：Prof.CHENZhonglinAcademicDegreeA

3、ppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MunicipalEngineeringAffiliation：SchoolofEnvironmentDateofDefence：June，2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要三氯乙醛（CH）作为我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中新增的消毒副产物（DBPs）指标，其限值10μg/L，远远低于对其他

4、消毒副产物指标的规定，在采用传统氯消毒工艺的净水厂中易出现超标风险。我国东北地区湖库型水源腐殖质类有机物含量较高，且净水厂多采用常规工艺和加氯消毒的方式进行水处理，因此普遍具有较高的CH超标风险问题，存在一定供水安全隐患。本论文针对A净水厂水库原水存在的潜在CH超标风险的问题，以东北地区高有机物湖库型水源为研究对象，主要通过三氯乙醛生成势方法（CHFP）研究了原水的CH生成特性，通过实验室模拟常规水处理小试实验和三氯乙醛标准生成势方法（CHUFC）研究了多种改进水处理工艺技术对CH的生成控制作用，同时参考水厂实际

5、生产运行条件，提出了四种针对水厂不同时期水质特征的生产应用优化方案，并考察了不同优化方案对以CH为主的DBPs的生成控制效果，以期为解决A净水厂潜在的CH超标风险问题提供一定的解决思路和理论指导。首先，以水库12月至次年3月冬季冰封时期的原水为研究对象，探究了原水CH的生成特性和控制技术。利用大孔吸附树脂将原水有机物极性分离，证明了A净水厂水库原水以疏水性有机物为主，且大部分有机物疏水性较强。通过不同极性组分CHFP消毒实验，证明了强疏水性有机物为原水CH的主要前体物组分，对CH生成的贡献最大；亲水性有机物单位含

6、量生成CH的能力最强，对CH生成的影响最大。通过改变CHFP消毒实验的工艺参数，确定了消毒过程中加氯量、反应时间和反应温度等因素与CH的生成呈正相关，pH与CH的生成呈负相关。通过实验室模拟常规水处理和深度处理工艺的方法，确定了控制CH生成的最佳改进常规处理方法有：壳聚糖（CTS）助凝、次氯酸钠（NaClO）预氧化、硅藻土吸附和炭砂滤池深度处理，最佳处理条件分别为投量0.2mg/L、2mg/L、10mg/L、炭砂厚度比10:1，CH的生成量分别降低了19.56%、33.44%、20.44%和21.44%。通过调整

7、氯消毒的加氯方式和替换氯消毒剂实验，证明了改进消毒工艺方法中，预加氯方式和二氧化氯-氯胺联合消毒对CH的生成控制效果最优，最佳控制投量分别为2.0mg/L和1mg/L-4.0mg/L，CH的生成量分别降低了32.2%和100%。最后，通过对以上有效控制技术和水厂实际生产运行条件综合分析，提出了针对水库原水不同时期水质特征的生产应用方案：冬季水质稳定时期，原水具有低温低浊、高色高有机物、水质稳定等特点，建议选择增加预氧化剂和助凝剂投药的“改进常规工艺”方案，可控制CH的生成量降低约28.15%；春秋季节水质波动时期

8、，原水具有水质指标显著升高、有机污染物增加、水质波动等特点，建-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文议在“改进常规工艺”的基础上，增加活性炭炭砂滤池深度处理或采用二氧化氯-氯胺联合消毒方案，可分别控制CH的生成量降低约70.44%和67.52%；夏季水体富营养化时期，原水具有水体富营养化、极端水质污染频发等特点，建议选择“改进常规工艺+增加深度处理+联合消毒”多重作用方案，