饮用水消毒副产物控制及去除

1、 主讲人：* 引 言1 降低或消除DBPs的前体物 2 采用新的消毒剂 3 去除已生成的DBPs 5 结 语 4 改变氯的投加量和投加点引引 言言 目前国内外有不少学者致力于消毒副产物（DBPs ）的形成机理、危害以及控制方法的研究，且提出了很多去除DBPs 的方法，但是目前还没有一种公认的十分经济有效的处理方法，使它在有效的杀灭病原体的同时，对人类与环境产生的化学物污染的危害能够降低到最低水平。1 1 降低或消除降低或消除DBPsDBPs的前体物的前体物强化混凝法化学氧化法 生物预处理技术膜分离技术 NOM对DBPs 的生成起着极其重要的作用，且THMs 和HAA一旦生成，通过传统的沉淀和过

2、滤等方式不能去除，因此在进行消毒之前去除水中的NOM就成为控制DBPs 生成的一种重要方法。常用去除常用去除NOMNOM发法有发法有：1. 强化混凝2. 化学氧化法3. 生物预处理技术4. 膜分离技术1.11.1强化混凝强化混凝 强化混凝：就是指确定混凝的最佳条件,以发挥 混凝的最佳效果，提高对原水中NOM 的去除率。 常规混凝：TOC平均去除率27%； UV254的去除率49% 强化混凝：TOC平均去除率38%； UV254的去除率62%2.22.2化学氧化法化学氧化法 化学氧化：指通过氧化剂的氧化作用分解有机物， 达到去除NOM的目的。 例如：高锰酸钾(KMnO4)可以显著地控制氯化副产物

3、的生成，降低水的致突变性，使水中有机污染物的数量和浓度均有显著的降低。 2.3 2.3生物预处理技术生物预处理技术 生物预处理方法是在常规物理化学处理工艺前增设生物处理装置,借助装置中富集的微生物群体的新陈代谢,减少水中THMs前驱物的量,从而限制THMs的生成。 常用的方法有：生物滤池、生物转盘、生物流化床、生物接触氧化池等。2.42.4膜分离技术膜分离技术 膜分离技术应用于水处理开始于20世纪80年代后期，是一种以压力为推动力的深度水处理技术，根据其膜性质的不同分为超滤(uF)、微滤(MF)、纳滤(NF)等几种，不同种类膜孔径不同，对原水中NOM的控制效率也不同。 有研究表明，纳滤膜对三卤

4、甲烷前体物和卤乙有研究表明，纳滤膜对三卤甲烷前体物和卤乙酸前体物有较高的去除率，分别可达酸前体物有较高的去除率，分别可达97%97%和和94%94%。2.42.4膜分离技术膜分离技术 缺点：膜使用寿命短、易污染、难清洗且成本 高。优点：简洁、紧凑、处理水质好、可减少混凝 剂及消毒剂用量、有效去除病原体、易于 自动化操作、维护方便等 。 3 3 采用新的消毒剂采用新的消毒剂 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）消毒 ClO2具有广谱杀菌能力，它对水中病原微生物的杀灭作用通常强于氯，且其

5、消毒效果基本不受pH值的影响；同时，还可以去除水中的多种有害物质，如：铁、锰、硫化物、氰化物和亚硝酸盐等。3.13.1二氧化氯（二氧化氯（ClOClO2 2）消毒）消毒 ClO2对幼儿及儿童健康的发育有影响。其消毒会产生氯酸盐及亚氯酸盐，对血红细胞有损害作用。 ClO2价格高、处理费用高、制备技术不成熟等问题。限制了其在饮用水消毒处理中的推广应用。3.2臭氧（臭氧（O3）消毒）消毒 O3可以有效降低水中BOD和COD的浓度，并可氧化水中的氨脱色，有利于悬浮固体的去除，杀灭水中各种细菌等。 用O3氧化还可以将多种难于或不可生物降解的有机物转化为可生物降解类型。3.23.2臭氧（臭氧（O O3 3

6、）消毒）消毒 优点：O3在环境中可自然分解为氧，不存在任 何残留物质，解决了消毒剂消毒时残留物的二次污染问题。 缺点：但是O3在水中的稳定性差，易分解，只能现场制备，投资费用较高且产率低，而且无持续消毒作用。3.33.3氯胺消毒氯胺消毒 氯胺的氧化能力比游离氯弱得多，但它产生的DBPs也少得多，尤其是THMs等氯化副产物。 用氯胺消毒还可显著改善水体的味觉和嗅觉。在美国的市政供水中，使用氯胺消毒的水厂占到约25。目前尚没有研究表明氯胺消毒饮用水可致突变。3.43.4紫外光（紫外光（UVUV）消毒）消毒 UV 对细菌具有较大的杀伤力，因而早已被用做消毒物质。用UV进行饮用水消毒的效果与紫外线在水

7、中透射能力有关。水中的悬浮物质，溶解有机物和水分子对紫外线都有吸收作用。 当水中悬浮物浓度较高时，消毒效果不很理想。另外紫外光灯管的功率和寿命是影响处理成本的重要因素。4 4 去除已生成的去除已生成的DBPsDBPs 根据已生成的DBPs 的性质，采用物理或化学方法对其进行去除，也是控制DBPs 的一种方法。u吹脱法u活性炭和活性炭纤维技术4.14.1吹脱法吹脱法 三卤甲烷和卤代乙酸均具有挥发性，他们是消毒副产物中能定量测定的主体物质，可以采用吹脱发或曝气法。 有关研究显示，使用吹洗曝气和跌水曝气法，可在5min去除90 以上的三卤甲烷。4.24.2活性炭和活性炭纤维技术活性炭和活性炭纤维技术

8、 活性炭(AC)是一种良好的水处理剂，它能有效地去除水中非极性或憎水性有机物，因此得到广泛的应用。 研究结果表明活性炭对TH Ms 的去除率较低，使用两个月的新炭的去除效果为38 %，对非挥发性的HAAs 去除效果较好，可达到65 %。4.24.2活性炭和活性炭纤维技术活性炭和活性炭纤维技术 活性炭纤维(ACF) ，ACF 具有更丰富的微孔结构、更大的比表面积和更强的吸附能力，可更有效地去除THMs。 但由于其孔径小，大的有机物分子很难进人其有效吸附面，因此需要开发新型的ACF，扩大ACF对水中有机物的去除范围。5 5 改变氯的投加量和投加点改变氯的投加量和投加点 通常在混合池、滤池和清水池等

9、处投加消毒剂，消毒剂浓度越高，越容易形成消毒副产物。 预氯化预氯化 水源水中的有机物与消毒剂发生反应，而常规水处理工艺对于已经形成的许多副产物的去除率是很低的。预氯化大大提高出厂水中消毒副产物的浓度。 后氯化后氯化 滤池后或者清水池中加氯是为了保证出厂水微生物安全性，出厂水余氯量通常在0.81.5mg/L左右。水中的有机物会在管网中继续与消毒剂反应，消毒副产物浓度会不断增加，此时管网水消毒副产物浓度可能是出厂水的24倍。 多点加氯多点加氯 降低后氯化量，在管网中某个或某些地方投加消毒剂，以满足管网水的消毒剂余量要求，保证微生物安全性。 例：法国某配水管网建立了两个加氯站，出厂水氯的浓度下降了1/3，仅为0.40.6mg/L，每个加氯站的投加量为0.25mg/L，就可以保证管网水余氯量要