臭氧氧化工艺对饮用水中消毒副产物生成的影响研究

摘要

随着我国水源水水质不断恶化，供水厂传统水处理工艺已经不能满足当前生活饮用水卫生水质指标要求。臭氧-生物活性炭工艺作为目前应用广泛的深度处理工艺，特别是当水源水为地表水时，该工艺的实用价值更为突出。当水源水中含有溴离子时，投加臭氧不仅会产生致癌物溴酸盐，而且也会产生大量的溴代消毒副产物，且其毒性高于氯代消毒副产物，因此研究臭氧氧化含溴水源水中消毒副产物生成的影响对于保障饮用水安全具有重要意义。 本课题分两个阶段进行。第一阶段是在静态试验中，研究了不同臭氧投加量和溴离子浓度配水中，三卤甲烷和卤乙酸生成量及生成种类变化规律。第二阶段是在某水厂示范工程的臭氧-生物活性炭动态工艺中，研究了不同运行工况下工艺段出水常规水质指标和消毒副产物的生成情况。并与水厂传统处理工艺进行比较，示范工程评估阶段设计六个运行工况，优化工艺运行参数。 研究表明:(1)静态试验中，臭氧化处理不同溴离子浓度配水时，水中三卤甲烷和卤乙酸的生成量随着臭氧投加量的增加呈现先增加后减少的趋势;当臭氧投加量为2.0mg/L，三卤甲烷和卤乙酸生成量均达到最大;(2)配水中溴离子浓度越高，生成的溴代消毒副产物比例越大;(3)实际水厂示范工程中，臭氧投加量低于2.0mg/L，溴酸盐产量未超标(低于10μg/L)，臭氧化处理工艺对水的浊度及有机物去除效果良好;(4)示范工程单独臭氧工艺对三卤甲烷和卤乙酸的生成总量有较好的抑制效果，但对溴代消毒副产物抑制效果不佳;采用O3/H2O2高级氧化技术对卤乙酸的控制效果优于三卤甲烷;(5)对比O3-BAC和水厂传统水处理工艺出水水质，臭氧化工艺对有机物去除效果良好，且O3-BAC消毒时需氯量较低，出水中的三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)生成量均低于传统工艺出水。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 水质现状

1．2．2 臭氧化副产物及高级氧化技术

1．2．3 消毒副产物的生成机理及危害

1．2．4 消毒副产物生成的影响因素

1．3 研究目的意义及主要内容

1．3．1 研究目的意义

1．3．2 研究主要内容

第2章 实验材料和方法

2．1 实验装置

2．1．1 实验室静态实验装置

2．1．2 示范工程

2．2 检测指标及方法

2．2．1 饱和臭氧水浓度的检测

2．2．2 Br-和BrO3-浓度测定

2．2．3 有机物指标测定

2．2．4 UFC(Uniform Formation Condition)培养法余氯测定方法

2．2．5 消毒副产物及其生成势测定

2．3 仪器设备

2．4 试剂药品

2．5 配水与水厂水源水质

2．5．1 实验室配水水质

2．5．2 水厂水源水水质

第3章 臭氧化配水中三卤甲烷和卤乙酸生成势研究

3．1 臭氧对有机物的去除效果

3．2 三卤甲烷生成量及各种类比例变化研究

3．3 卤乙酸生成势及各种类比例变化研究

3．4 三卤甲烷与卤乙酸溴结合因子的变化

3．5 小结

第4章 示范工程中三卤甲烷和卤乙酸生成势研究

4．1 示范工程工况设计及水质常规指标

4．2 示范工程工艺对有机物的去除效果

4．3 示范工程工艺对消毒副产物的控制效果

4．3．1 三卤甲烷控制效果研究

4．3．2 卤乙酸控制效果研究

4．4 示范工程工艺与原工艺处理效果对比

4．5 小结

第5章 结论与建议

5．1 结论

5．2 建议

参考文献

攻读专业硕士学位期间发表的论文及成果

致谢