水厂预臭氧化处理过程中消毒副产物的变化研究

摘要

本文所研究的课题系与天津市泰达开发区某自来水厂的合作项目。该水厂以滦河水为水源水，本项目对该水厂的三期预臭氧化工艺的各工艺段实际出水中的氯化消毒副产物(三卤甲烷和卤乙酸)及臭氧化消毒副产物(甲醛和溴酸盐)进行检测分析，并讨论了水厂在实际预臭氧化处理过程中这四种消毒副产物含量的变化情况，此外研究了净水煤质颗粒活性炭对溴酸盐的静态吸附行为。分别对三期预臭氧化工艺各处理单元出水中的三卤甲烷生成势(THMFP)、卤乙酸生成势(HAAFP)、甲醛和溴酸盐的含量进行检测。结果表明，原水经过预臭氧化处理后，THMFP和HAAFP的浓度均有所降低，预臭氧处理单元对THMFP和HAAFP的平均去除率分别为22.76％和22.38％；整套三期预臭氧化工艺对THMFP和HAAFP的平均去除率分别可达46.23％和55.38％；经预臭氧化处理后，甲醛的浓度上升，但后续混凝沉淀工艺对甲醛的去除效果较好；未出现溴酸盐超标的情况。由上述数据可以看出，三卤甲烷生成势(THMFP)、卤乙酸生成势(HAAFP)、甲醛在后续工艺中均可以得到较好的去除，只有溴酸盐一旦生成，现有三期后续工艺很难将其去除。因此研究活性炭对溴酸盐的吸附行为是非常必要的。本实验中，首先通过实验确定粉末活性炭对溴酸盐基本上没有去除效果，所以选择颗粒活性炭作为吸附剂，实验结果表明，当溴酸盐溶液浓度为0.1 mg/L，水温为27℃，颗粒活性炭投加量为0.2g，反应时间为2h时，溴酸盐的去除率可以达到66.96％以上，溶液中残留溴酸盐浓度不足0.01mg/L，符合《国家生活饮用水卫生标准》。根据对活性炭的吸附热力学研究表明，该过程符合Freundlich吸附等温方程式q=0.162Ce0.6197，热力学常数k2=0.162，1/n=0.6197。本文研究自来水厂预臭氧化处理过程中消毒副产物含量的变化情况，研究结果可为拟采用预臭氧化技术的自来水厂有效控制消毒副产物提供参考数据。颗粒活性炭对溴酸盐的去除效果较好，可为实际工程提供可行的数据。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

第一节 水厂的简要介绍

第二节 预臭氧化的研究进展

1.2.1 降低色度、嗅味

1.2.2 去除无机污染物

1.2.3 助凝

1.2.4 去除有机污染物

1.2.5 控制藻类和藻毒素

1.2.6 对致病微生物的灭活

1.2.7 预臭氧化技术存在的问题

第三节 消毒副产物的生成和危害

1.3.1 三卤甲烷的生成和危害

1.3.2 卤乙酸的生成和危害

1.3.3 溴酸盐的生成和危害

1.3.3 甲醛的生成和危害

第四节 活性炭吸附溴酸盐的研究进展

1.4.1 活性炭吸附原理及应用

1.4.2 活性炭的结构

1.4.3 活性炭吸附基本理论

第五节 课题来源和研究目的

第二章 实验部分

第一节 实验材料和实验仪器

2.1.1 实验水样

2.1.2 实验材料

2.1.3 主要设备

第二节 测定方法

2.2.1 消毒副产物生成势的测定

2.2.2 三卤甲烷的测定

2.2.3 卤乙酸的测定

2.2.4 甲醛的测定

2.2.5 溴酸盐的测定

第三节 实验方法

2.3.1 水厂的实际生产性实验

2.3.2 活性炭吸附溴酸盐的实验

第三章 水厂预臭氧化处理过程中消毒副产物的变化研究

第一节 预臭氧化对三卤甲烷生成势的影响

第二节 预臭氧化对卤乙酸生成势的影响

第三节 预臭氧化对甲醛的影响

第四节 预臭氧化对溴酸盐的影响

第五节 本章小结

第四章 活性炭吸附溴酸盐溶液的研究

第一节 活性炭的预处理

第二节 活性炭对溴酸盐溶液的静态吸附实验

4.2.1 吸附时间对吸附效果的影响

4.2.2 pH值对吸附效果的影响

4.2.3 吸附等温线

4.2.4 投炭量对吸附效果的影响

4.2.5 水温对吸附效果的影响

第三节 本章小结

第五章 结论和展望

第一节 结论

第二节 展望

参考文献

致谢

个人简历、在校期间发表的学术论文与研究成果