紫外线分配系统对饮用水水质的影响

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1、紫外线分配系统对饮用水水质的影响摘要：紫外线是一种成本效益的水处理消毒过程，因为考虑到改变DOM结构会对水质分配系统产生负面影响。在这项研究中，作者通过调查紫外线消毒过程前后DOM的结构，AOC的浓度，氯的需求和形成的DBP，评估了一下紫外线消毒对配电系统中的水质消毒的影响。虽然紫外线处理并不影响AOC的浓度和DOM的特性（例如，DOC，UV254的，SUVA254，在亲水/疏水组分比和分子量分布），但显然的，在干燥的季节，经过紫外线处理以后，观察到低分子的组分增加。紫外线处理过的水在加氯消毒的过程中，氯和THMFP的需求也增加。这意味着，紫外线照

2、射可以分解的DOM，但在分配系统中破碎的DOM分子量不足以被微生物直接利用。然而，改变DOM的结构会影响水质分布系统，因为它可以增加氯的需求量和后加氯毒副产物的形成。（2009Elsevier版权所有）关键词：紫外线；分配系统；分子量；AOC；氯需求；DBP1简介对于饮用水消毒来讲，紫外线（UV）消毒被认为是一种具有成本效益和容易实施的方式。人们对紫外线的消毒过程愈发感兴趣，而且它已经迅速应用于饮用水行业。因为研究表明，在90年代末，即使非常低剂量的紫外线也能有效地灭活隐孢子虫（Bukhari等，1999;。Clancy等，2000）。紫外光谱分为

3、四个区域，真空紫外（100w200纳米，以下简称VUV），紫外C（200w280纳米），紫外线B（280w315nm）和紫外线A（315w400纳米）。紫外线消毒主要原理是因为紫外线-B和紫外线光对微生物的杀菌作用。虽然真空紫外线能杀死微生物细菌，但是用真空紫外线对水进行消毒的效率不高，因为它在水中短的距离内会迅速消散（EPA，2006）。真空紫外线也被称为有机碳分解粘合剂（Buchanan等人，2004；Thomson等人，2004年）。两种紫外线系统通常应用于饮用水消毒过程。单色低压紫外线（以下简称LPUV）发出波长为254nm的单一波长，接近

4、最大微生物作用光谱单波长。多色中压紫外线（以下简称MPUV）发出波长的范围比较广，包括紫外线A，B，C和可见光。特别是，发出185和254纳米的两种波长（以下简称为TOC的LPUV）的LPUV则用于消除生产超纯水的TOC。虽然这些紫外线系统可以灭活除了一些病毒以外的大多数微生物，但是他们不能保证自来水的生物安全，因为紫外线照射的影响不能维持整个分配制度。相反，由于光解作用，紫外线消毒还会对水质产生负面影响。许多研究人员报告说，紫外线照射可以改变DOM的结构和增加生物降解（Frimmel，1998;Thomson等人，2004;。Buchanan等人

5、，2005年;。Goslan等，2006）。特别是，众所周知，真空紫外辐射比紫外线C更有利于生物降解化合物和矿化形成（Buchanan等人，2004）。紫外线A和紫外线B也可以将大分子的NOM分解成低分子量的有机酸（Frimmel，1998年）。改变DOM的结构可以增加生物降解性，在分配制度中，这种性能又会刺激微生物的再生和生物膜的形成。增加生物膜能引起味觉和气味问题，而且水力负荷也会减低。（Shaw等，2000）。因此，在这种分配系统中，加氯或氯胺这种连续消毒的方式用以防止微生物再生。二次加氯消毒过程中，人们预计，紫外线处理可以减少氯的需求量和消

6、毒副产物的形成（Liu等人，2006年），然而，研究报告表明，经过紫外线照射，加氯以后的四种有机水消毒副产物反而增多。紫外线照射对水的质量的影响取决于许多因素，如源水的质量特点，紫外线波长和应用剂量。以前的研究都是在实验室规模条件下进行的，而且实验时都是用的有较高水平的DOC（5w17.4mg/L）和高紫外线剂量的14w1000J/cm2有机水，这些都不是饮用水消毒的条件（Frimmel，1998；Buchanan等人，2006年；Goslan等，2006；Liu等人，2006年）。如果根据饮用水DOC水位低于2mg/L和紫外线剂量小于40mJ/c

7、m2的规定，紫外线照射对水质的影响可能不同于以往的研究结果。此外，通过实验室试验得到的结果难以反映在大规模的流动系统中真正的作用。在这项研究中，作者通过对不断流动包括LPUV，LPUV对TOC和MPUV的紫外线系统的试验，并研究了经过紫外线处理前后，DOM结构的变化，微生物再生的可能性，氯需求量和THM后三卤甲烷形成，以评估紫外线分配系统消毒对水质的影响。2材料和方法在这项研究中，DOM的特性，生物再生潜力，氯的需求，并形成潜在的消毒副产物，在紫外光照射前后进行比较，以评估紫外线分消毒配制度对水质的影响。一个紫外线试验工厂被安装在一个韩国汉城的污水

8、处理厂（WTP）。在2005年和2006年三次采集水样，研究原水水质在不同季节的变化：1）旱季，从春到东高藻类生物量和生化