飲用水消毒副產(chǎn)物控制及去除

1、 主講人：* 引 言 1 降低或消除DBPs的前體物 2 采用新的消毒劑 3 去除已生成的DBPs 5 結(jié) 語 4 改變氯的投加量和投加點 引引 言言 目前國內(nèi)外有不少學(xué)者致力于消毒副產(chǎn)物 （DBPs ）的形成機(jī)理、危害以及控制方法的研 究，且提出了很多去除DBPs 的方法，但是目前 還沒有一種公認(rèn)的十分經(jīng)濟(jì)有效的處理方法， 使它在有效的殺滅病原體的同時，對人類與環(huán) 境產(chǎn)生的化學(xué)物污染的危害能夠降低到最低水 平。 1 1 降低或消除降低或消除DBPsDBPs的前體物的前體物 強(qiáng)化混凝法 化學(xué)氧化法 生物預(yù)處理技術(shù) 膜分離技術(shù) NOM對DBPs 的生成起著極其重要的作用，且 THMs 和HAA一

2、旦生成，通過傳統(tǒng)的沉淀和過濾等 方式不能去除，因此在進(jìn)行消毒之前去除水中的 NOM就成為控制DBPs 生成的一種重要方法。 常用去除常用去除NOMNOM發(fā)法有發(fā)法有： 1. 強(qiáng)化混凝 2. 化學(xué)氧化法 3. 生物預(yù)處理技術(shù) 4. 膜分離技術(shù) 1.11.1強(qiáng)化混凝強(qiáng)化混凝 強(qiáng)化混凝：就是指確定混凝的最佳條件,以發(fā)揮 混凝的最佳效果，提高對原水中NOM 的去除率。 常規(guī)混凝：TOC平均去除率27%； UV254的去除率49% 強(qiáng)化混凝：TOC平均去除率38%； UV254的去除率62% 2.22.2化學(xué)氧化法化學(xué)氧化法 化學(xué)氧化：指通過氧化劑的氧化作用分解有機(jī)物， 達(dá)到去除NOM的目的。 例如：高

3、錳酸鉀(KMnO4)可以顯著地控制氯化副產(chǎn)物 的生成，降低水的致突變性，使水中有機(jī)污染物的 數(shù)量和濃度均有顯著的降低。 2.3 2.3生物預(yù)處理技術(shù)生物預(yù)處理技術(shù) 生物預(yù)處理方法是在常規(guī)物理化學(xué)處理工藝 前增設(shè)生物處理裝置,借助裝置中富集的微生 物群體的新陳代謝,減少水中THMs前驅(qū)物的 量,從而限制THMs的生成。 常用的方法有：生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物流化 床、生物接觸氧化池等。 2.42.4膜分離技術(shù)膜分離技術(shù) 膜分離技術(shù)應(yīng)用于水處理開始于20世紀(jì)80年代 后期，是一種以壓力為推動力的深度水處理技術(shù)， 根據(jù)其膜性質(zhì)的不同分為超濾(uF)、微濾(MF)、納 濾(NF)等幾種，不同種類膜孔徑

4、不同，對原水中 NOM的控制效率也不同。 有研究表明，納濾膜對三鹵甲烷前體物和鹵乙有研究表明，納濾膜對三鹵甲烷前體物和鹵乙 酸前體物有較高的去除率，分別可達(dá)酸前體物有較高的去除率，分別可達(dá)97%97%和和94%94%。 2.42.4膜分離技術(shù)膜分離技術(shù) 缺點：膜使用壽命短、易污染、難清洗且成本 高。 優(yōu)點：簡潔、緊湊、處理水質(zhì)好、可減少混凝 劑及消毒劑用量、有效去除病原體、易于 自動化操作、維護(hù)方便等 。 3 3 采用新的消毒劑采用新的消毒劑 3.1二氧化氯（ClO2）消毒 3.2臭氧（O3）消毒 3.3氯胺消毒 3.4紫外光（UV）消毒 3.1二氧化氯（二氧化氯（ClOClO2 2）消毒）消

5、毒 ClO2具有廣譜殺菌能力，它對水中病原微生物 的殺滅作用通常強(qiáng)于氯，且其消毒效果基本不 受pH值的影響；同時，還可以去除水中的多種 有害物質(zhì)，如：鐵、錳、硫化物、氰化物和亞 硝酸鹽等。 3.13.1二氧化氯（二氧化氯（ClOClO2 2）消毒）消毒 ClO2對幼兒及兒童健康的發(fā)育有影響。其 消毒會產(chǎn)生氯酸鹽及亞氯酸鹽，對血紅細(xì) 胞有損害作用。 ClO2價格高、處理費(fèi)用高、制備技術(shù)不成 熟等問題。限制了其在飲用水消毒處理中 的推廣應(yīng)用。 3.2臭氧（臭氧（O3）消毒）消毒 O3可以有效降低水中BOD和COD的濃度，并 可氧化水中的氨脫色，有利于懸浮固體的去 除，殺滅水中各種細(xì)菌等。 用O3氧

6、化還可以將多種難于或不可生物降解 的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可生物降解類型。 3.23.2臭氧（臭氧（O O3 3）消毒）消毒 優(yōu)點：O3在環(huán)境中可自然分解為氧，不存在任 何殘留物質(zhì)，解決了消毒劑消毒時殘留物的二 次污染問題。 缺點：但是O3在水中的穩(wěn)定性差，易分解，只 能現(xiàn)場制備，投資費(fèi)用較高且產(chǎn)率低，而且無 持續(xù)消毒作用。 3.33.3氯胺消毒氯胺消毒 氯胺的氧化能力比游離氯弱得多，但它產(chǎn) 生的DBPs也少得多，尤其是THMs等氯化副 產(chǎn)物。 用氯胺消毒還可顯著改善水體的味覺和嗅 覺。在美國的市政供水中，使用氯胺消毒 的水廠占到約25。目前尚沒有研究表明 氯胺消毒飲用水可致突變。 3.43.4紫外光（

7、紫外光（UVUV）消毒）消毒 UV 對細(xì)菌具有較大的殺傷力，因而早已被用做 消毒物質(zhì)。用UV進(jìn)行飲用水消毒的效果與紫外線在 水中透射能力有關(guān)。水中的懸浮物質(zhì)，溶解有機(jī)物 和水分子對紫外線都有吸收作用。 當(dāng)水中懸浮物濃度較高時，消毒效果不很理想。 另外紫外光燈管的功率和壽命是影響處理成本的重 要因素。 4 4 去除已生成的去除已生成的DBPsDBPs 根據(jù)已生成的DBPs 的性質(zhì)，采用物理或 化學(xué)方法對其進(jìn)行去除，也是控制DBPs 的一 種方法。 u吹脫法 u活性炭和活性炭纖維技術(shù) 4.14.1吹脫法吹脫法 三鹵甲烷和鹵代乙酸均具有揮發(fā)性，他們是消 毒副產(chǎn)物中能定量測定的主體物質(zhì)，可以采用吹脫

8、發(fā)或曝氣法。 有關(guān)研究顯示，使用吹洗曝氣和跌水曝氣法， 可在5min去除90 以上的三鹵甲烷。 4.24.2活性炭和活性炭纖維技術(shù)活性炭和活性炭纖維技術(shù) 活性炭(AC)是一種良好的水處理劑，它能有效 地去除水中非極性或憎水性有機(jī)物，因此得到廣泛 的應(yīng)用。 研究結(jié)果表明活性炭對TH Ms 的去除率較低，使 用兩個月的新炭的去除效果為38 %，對非揮發(fā)性的 HAAs 去除效果較好，可達(dá)到65 %。 4.24.2活性炭和活性炭纖維技術(shù)活性炭和活性炭纖維技術(shù) 活性炭纖維(ACF) ，ACF 具有更豐富的微孔結(jié) 構(gòu)、更大的比表面積和更強(qiáng)的吸附能力，可更有效 地去除THMs。 但由于其孔徑小，大的有機(jī)物分

9、子很難進(jìn)人其 有效吸附面，因此需要開發(fā)新型的ACF，擴(kuò)大ACF對 水中有機(jī)物的去除范圍。 5 5 改變氯的投加量和投加點改變氯的投加量和投加點 通常在混合池、濾池和清水池等處投加消 毒劑，消毒劑濃度越高，越容易形成消毒副產(chǎn) 物。 預(yù)氯化預(yù)氯化 水源水中的有機(jī)物與消毒劑發(fā)生反應(yīng)， 而常規(guī)水處理工藝對于已經(jīng)形成的許多副產(chǎn)物 的去除率是很低的。預(yù)氯化大大提高出廠水中 消毒副產(chǎn)物的濃度。 后氯化后氯化 濾池后或者清水池中加氯是為了保 證出廠水微生物安全性，出廠水余氯量通常 在0.81.5mg/L左右。水中的有機(jī)物會在管 網(wǎng)中繼續(xù)與消毒劑反應(yīng)，消毒副產(chǎn)物濃度會 不斷增加，此時管網(wǎng)水消毒副產(chǎn)物濃度可能 是出廠水的24倍。 多點加氯多點加氯 降低后氯化量，在管網(wǎng)中某個 或某些地方投加消毒劑，以滿足管網(wǎng)水的 消毒劑余量要求，保證微生物安全性。 例：法國某配水管網(wǎng)建立了兩個加氯站，出廠 水氯的濃度下降了1/3，僅為0.40.6mg/L，每個 加氯站的投加量為0.25mg/L，就可以保證管網(wǎng)水 余氯量要求，