消毒副產(chǎn)物的形成與去除

——控制與去除主講人：**

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(yǔ)4改變氯的投加量和投加點(diǎn)引言目前國(guó)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(shí)，對(duì)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降低或消除DBPs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(duì)DBPs的生成起著極其重要的作用，且THMs和HAA一旦生成，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NOM發(fā)法有：強(qiáng)化混凝化學(xué)氧化法生物預(yù)處理技術(shù)膜分離技術(shù)1.1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(duì)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%2.2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。2.4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(dòng)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，不同種類膜孔徑不同，對(duì)原水中NOM的控制效率也不同。

有研究表明，納濾膜對(duì)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)97%和94%。2.4膜分離技術(shù)缺點(diǎn)：膜使用壽命短、易污染、難清洗且成本

高。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)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(dòng)化操作、維護(hù)方便等。3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（ClO2）消毒

ClO2具有廣譜殺菌能力，它對(duì)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(shí)，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。3.1二氧化氯（ClO2）消毒

ClO2對(duì)幼兒及兒童健康的發(fā)育有影響。其消毒會(huì)產(chǎn)生氯酸鹽及亞氯酸鹽，對(duì)血紅細(xì)胞有損害作用。

ClO2價(jià)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（O3）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。3.2臭氧（O3）消毒優(yōu)點(diǎn)：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(shí)殘留物的二次污染問題。缺點(diǎn)：但是O3在水中的穩(wěn)定性差，易分解，只能現(xiàn)場(chǎng)制備，投資費(fèi)用較高且產(chǎn)率低，而且無(wú)持續(xù)消毒作用。3.3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(guó)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。3.4紫外光（UV）消毒

UV對(duì)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(duì)紫外線都有吸收作用。當(dāng)水中懸浮物濃度較高時(shí)，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去除已生成的DBPs根據(jù)已生成的DBPs的性質(zhì)，采用物理或化學(xué)方法對(duì)其進(jìn)行去除，也是控制DBPs的一種方法。吹脫法活性炭和活性炭纖維技術(shù)4.1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(cè)定的主體物質(zhì)，可以采用吹脫發(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。4.2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(duì)THMs的去除率較低，使用兩個(gè)月的新炭的去除效果為38%，對(duì)非揮發(fā)性的HAAs去除效果較好，可達(dá)到65%。4.2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(duì)水中有機(jī)物的去除范圍。5改變氯的投加量和投加點(diǎn)

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(duì)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0.8～1.5mg/L左右。水中的有機(jī)物會(huì)在管網(wǎng)中繼續(xù)與消毒劑反應(yīng)，消毒副產(chǎn)物濃度會(huì)不斷增加，此時(shí)管網(wǎng)水消毒副產(chǎn)物濃度可能是出廠水的2～4倍。多點(diǎn)加氯降低后氯化量，在管網(wǎng)中某個(gè)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(guó)某配水管網(wǎng)建立了兩個(gè)加氯站，出廠水氯的濃度下降了1/3，僅為0.4～0.6mg/L，每個(gè)加氯站的投加量為0.25mg/L，就可以保證管網(wǎng)水余氯