水中卤乙酸生成和去除特性的研究

摘要

目前我国还主要使用氯消毒工艺，氯消毒剂会与饮用水源中的消毒副产物前体物反应，生成氯化消毒副产物，而卤乙酸(HAAs)的浓度是控制消毒副产物的总致癌风险的首要指标参数。因此，针对黄浦江微污染原水，本论文重点进行卤乙酸生成和去除特性的研究。 本论文以黄浦江微污染水源经常规工艺的各处理单元出水为对象，调查研究黄浦江原水经预氯化和滤后水二次加氯消毒过程中卤乙酸的生成特性及其季节性的变化规律。同时，结合国家863项目的中试工艺流程，试验研究了卤乙酸生成潜能(HAAFP)在O3/BAC深度处理工艺流程中的去除效果，对比液氯、氯胺、二氧化氯及其组合工艺的消毒效果，研究卤乙酸生成的影响因素，筛选出适合的、安全的消毒剂。并进而对卤乙酸的去除进行了研究，通过小试，分别以活性炭吸附、O3氧化、H2O2氧化、UV氧化及其联合工艺等处理单元考察不同消毒技术对已生成的卤乙酸的控制效果。 研究结果表明，水厂常规处理工艺的卤乙酸生成量夏季比冬季更大，沉淀水、砂滤水、出厂水中消毒副产物浓度大小顺序基本为沉淀水＞出厂水＞砂滤水。黄浦江水质测定HAAFP最佳投氯量为13.52mg/L，最大反应时间为6d。O3/BAC深度处理工艺对HAAFP的去除效果能达到60％左右，较低的臭氧投量(2.0mg/L)就能保证对水中HAAFP有较好的去除效果，并且随着臭氧投加量的增加其去除率不断提高。采用氯胺和二氧化氯作为消毒剂，可以明显降低卤乙酸的生成量。二氧化氯和氯胺联合消毒效果明显优于二者单独使用。 颗粒活性炭(GAC)对三氯乙酸(TCAA)和二氯乙酸(DCAA)吸附研究表明，在单底质条件下，活性炭对卤乙酸的吸附等温线最符合修正的Freundlich方程，浓度小于200μg/L时，活性炭对卤乙酸基本表现为单层吸附。活性炭投加量为1600mg/L时，GAC对TCAA和DCAA的去除率分别达到98.49％和98.01％。活性炭对TCAA的吸附能力高于DCAA，当平衡浓度为0.3μmol/L时，其对二者的摩尔吸附容量比为1.17：1。酸性条件下有利于活性炭吸附卤乙酸。多底质共存条件下，两种卤乙酸之间存在竞争吸附，与单底质条件下相比，活性炭对TCAA的吸附受影响程度低于DCAA。同时进行了吸附速率比较表明活性炭对DCAA的吸附速率较快。 卤乙酸较难被氧化去除，反应2h后，单独O3和H2O2工艺对卤乙酸的去除率均在15％以下，UV对DCAA和TCAA的去除率略有提高。UV/H2O2及UV/H2O2/O3工艺对DCAA和TCAA去除效果较好，进而对DCAA、TCAA去除的影响因素进行了探讨。

目录

文摘

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第1章 引言

第2章 试验用水水质和试验方法以及卤乙酸的分析方法

2.1原水水质

2.2试验装置与方法

2.3余氯的测定方法

2.4卤乙酸分析方法研究

2.5卤乙酸生成潜能的测试方法与试剂

2.6活性炭吸附饮用水中卤乙酸特性试验材料和方法

第3章 卤乙酸生成的试验研究

3.1卤乙酸生成潜能

3.2 O3/BAC工艺对卤乙酸生成潜能的去除效果

3.3 ClO2消毒与O3/BAC工艺联用的消毒效果

3.4液氯消毒、氯胺消毒、二氧化氯消毒对卤乙酸的控制研究

3.5氯胺和二氧化氯联合消毒对卤乙酸生成的研究

第4章 颗粒活性炭去除水中卤乙酸特性研究

第5章 高级氧化法去除水中卤乙酸特性研究

第6章 结论与建议

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果