消毒副產(chǎn)物的形成與去除 論文

1、水與污水處理技術(shù)論文題目：飲用水消毒副產(chǎn)物的形成與去除作者：-目 錄 1.飲用水消毒11.1水中的病原微生物11.2 飲用水消毒歷史11.3飲用水消毒劑的主要作用21.4飲用水中的消毒副產(chǎn)物 (DBPs)21.4.1副產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)21.4.2消毒副產(chǎn)物的危害22.消毒副產(chǎn)物的控制方法32.1.替換傳統(tǒng)消毒32.1.1 二氧化氯消毒42.1.2 過氧化氫消毒42.1.3 臭氧消毒42.2降低消除DBPs前體物質(zhì)52.2.1.混凝法52.2.2化學(xué)氧化法52.2.3膜過濾52.3去除已生成的DBPs52.3.1吹脫法52.3.2活性炭吸附62.3.3生物預(yù)處理63.消毒副產(chǎn)物的控制工藝63.1臭氧化

2、生物活性炭聯(lián)用63.2 MIEX技術(shù)10消毒副產(chǎn)物的形成與去除摘 要：介紹了飲用水中消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生及其危害，并從加強(qiáng)水源水保護(hù)，采用替代消毒劑和消毒方法，去除消毒副產(chǎn)物的前驅(qū)物質(zhì)、消毒過程中已產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物，制定嚴(yán)格的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)5個(gè)方面論述和比較了飲用水中消毒副產(chǎn)物的各種去除途徑及進(jìn)展，并指出了去除副產(chǎn)物過程中存在的問題。關(guān)鍵詞：飲用水 消毒副產(chǎn)物（DBPs） 三鹵甲烷（THMs）1.飲用水消毒水是傳播疾病的重要媒介。飲用水中的病原體包括細(xì)菌、病毒以及寄生型原生動(dòng)物和蠕蟲，其來源主要是人畜糞便。在不發(fā)達(dá)國家，因飲水造成傳染病流行是很常見的。理想的飲用水不應(yīng)含有致病微生物，也不應(yīng)有人畜排

3、泄物的指示菌。為了保障飲用水能達(dá)到要求，需要對(duì)飲用水進(jìn)行消毒。1.1水中的病原微生物細(xì)菌：主要有霍亂弧菌、傷寒桿菌、大腸桿菌、葡萄球菌等，細(xì)菌滅活最容易。病毒：脊髓灰質(zhì)炎、柯薩奇、腺病毒、新型腸道病毒、人類輪狀病毒。原生動(dòng)物：主要有各種溶組織變形蟲、賈第鞭毛蟲、隱孢子蟲（20種之多）等。寄生蟲：主要有蛔蟲、鉤蟲、絲蟲以及血吸蟲、肺吸蟲等。真菌：霉菌1.2 飲用水消毒歷史1820s, 漂白粉（有效成分：次氯酸鈣）被發(fā)現(xiàn)。1854年間英國倫敦遭受霍亂弧菌的襲擊，病人能在數(shù)小時(shí)內(nèi)腹瀉脫水甚至死亡，主要感染原因是引用被病人糞便污染過的水。John Snow進(jìn)行了流行病學(xué)研究，人類歷史上第一次將飲用水水

4、質(zhì)與人體健康直接聯(lián)系起來，認(rèn)識(shí)到嚴(yán)重危害生命安全的霍亂，傷寒，痢疾等傳染病是致病菌通過引用水傳播的， 霍亂是第一個(gè)被認(rèn)定的介水疾病。1897年因果在傷寒流行后使用漂白液對(duì)管網(wǎng)水進(jìn)行消毒，漂白粉引用到飲用水的消毒和創(chuàng)傷感染治療上效果良好，是化學(xué)消毒殺菌法的第一個(gè)里程碑。1993，Milwaukee， Wisconsin (USA)，隱孢子蟲病， 400,000人感染，水源污染同時(shí)水廠內(nèi)絮凝-過濾效果降低。一般認(rèn)為是從1902年開始的將氯消毒作為水常規(guī)處理工序。1.3飲用水消毒劑的主要作用液氯消毒，主要成分:次氯酸（HOCl）作用原理：氧化破壞細(xì)菌酶系統(tǒng)，對(duì)病毒核酸的致死性損害應(yīng)用的時(shí)間最長、范圍

5、最廣泛。優(yōu)點(diǎn)：歷史悠久，廣譜有效，成本低，持續(xù)作用長缺點(diǎn)：1.產(chǎn)生“三致”消毒副產(chǎn)物三鹵甲烷，鹵乙酸等 2.長期飲用氯化水對(duì)生殖有影響，可能引起自然流產(chǎn)，早產(chǎn)或者生理缺陷。 3.不能殺死隱孢子蟲及其孢囊。1.4飲用水中的消毒副產(chǎn)物 (DBPs) 1.4.1副產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)氯為人類控制水致傳染病起了十分重要的作用。但自1974年荷蘭的Rook等人從氯化后的高色度水中檢測出三氯甲烷以來，對(duì)飲用水氯化消毒副產(chǎn)物的研究成為國際給水界特別是美國研究的重點(diǎn)。20世紀(jì)80年代中期，另一類非揮發(fā)性消毒副產(chǎn)物鹵乙酸的發(fā)現(xiàn)，引起了美國EPA的高度重視。1989年Kransner等人對(duì)美國35個(gè)主要水廠中氯化消毒副產(chǎn)物

6、進(jìn)行了全面詳查，發(fā)現(xiàn)氯化副產(chǎn)物中三氯甲烷所占比例最大，鹵代有機(jī)酸次之，此外還檢測除了鹵代乙酸（HANs）、鹵代酮（HKs）、及氯酚等多種難揮發(fā)性的有機(jī)鹵代物。隨著檢測技術(shù)的進(jìn)步，在飲用水中還發(fā)現(xiàn)了其他消毒副產(chǎn)物。目前已確定的消毒副產(chǎn)物有：三鹵甲烷、鹵代乙酸、鹵代氰、鹵代酮、鹵代醛（HATs)、鹵代酚（HHBs）/強(qiáng)致突變物3-氯-4（二氯甲基）-5-羥基-2（5H）-呋喃酮（MX）等。1.4.2消毒副產(chǎn)物的危害20世紀(jì)70年代中期，人們對(duì)鹵代有機(jī)物的危害就有了比較深刻的認(rèn)識(shí)和研究，通過對(duì)某些癌癥的發(fā)病率及其病源學(xué)關(guān)系的調(diào)查分析和大量的動(dòng)物試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)飲用水中的鹵代烴類化合物是多種癌癥的致癌因

7、子。有關(guān)DBPs毒理學(xué)的研究進(jìn)展很快，到目前為止THMs已被公認(rèn)為對(duì)動(dòng)物具有致癌作用，也有一些試驗(yàn)表明，DBPs可能具有生殖毒性、致突變性、和致癌性。幾種常見的DBPs毒性見表1。表1 常見的DBPs毒性DBPs類別化合物毒性等級(jí)毒害作用三鹵甲烷三氯甲烷B2肝腎腫瘤、生殖系統(tǒng)影響二溴一氯甲烷C神經(jīng)系統(tǒng)、肝腎和生殖系統(tǒng)的影響一溴二氯甲烷B2肝腎腫瘤、生殖系統(tǒng)三溴甲烷B2腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)、肝腎鹵代乙腈三氯乙腈C致癌、致突變、致畸作用鹵代醛甲醛B1致突變鹵代酚2-氯酚D致癌鹵代酸二氯乙酸B2致癌、生殖發(fā)育的影響三溴乙酸C肝腎、脾臟和發(fā)育的影響無機(jī)鹽溴酸鹽B2致癌氯酸鹽D生殖發(fā)育還有不少流行病學(xué)的調(diào)查結(jié)

8、果報(bào)道了DBPs與膀胱癌、結(jié)腸癌、直腸癌、胰腺癌、乳腺癌、腦癌和肺癌的呈弱相關(guān)，如Cantor等人進(jìn)行的膀胱癌與飲用水中DBPs關(guān)系的流行病調(diào)查結(jié)果表明，長期飲用加氯消毒的水，可能會(huì)導(dǎo)致膀胱癌發(fā)病率的增加。2.消毒副產(chǎn)物的控制方法近幾十年以來，人們對(duì)DBPs給予了極大的關(guān)注，從DBPs的成分、毒性、流行病學(xué)、飲用水中的污染狀況以及干預(yù)措施等方面進(jìn)行了大量的研究，其目的是尋求一種理想的飲用水消毒劑或消毒方法，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)生化學(xué)物污染的危害降低到最低水平。消毒副產(chǎn)物控制方法：1.從源頭控制, 加強(qiáng)水源水的保護(hù); 2.采用替代消毒劑和消毒方法;3.去除消毒副產(chǎn)物的前驅(qū)

9、物質(zhì);4.去除消毒過程中已產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物;5.制定嚴(yán)格的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。2.1.替換傳統(tǒng)消毒迄今為止，對(duì)于不同消毒劑在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場條件下的消毒效果、消毒副產(chǎn)物的形成狀況等問題都有了一定的了解。國內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)室研究和飲用水處理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，采用氯胺、二氧化氯、臭氧、紫外線燈消毒時(shí)，形成的副產(chǎn)物較氯消毒時(shí)少。組合消毒工藝常常能達(dá)到較好的效果。2.1.1 二氧化氯消毒作用機(jī)理：二氧化氯與部分氨基酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)進(jìn)而控制微生物蛋白質(zhì)的合成。二氧化氯消毒技術(shù)與氯消毒技術(shù)不同之處在于二氧化氯一般只起氧化作用，不起氯化作用，故它與水中雜質(zhì)形成的三鹵甲烷等副產(chǎn)物比氯消毒要少得多。優(yōu)點(diǎn)：二氧化氯用于飲用水消毒

10、時(shí)，幾乎不產(chǎn)生三鹵甲烷及其它有機(jī)鹵代物。與氯相比，二氧化氯對(duì)pH 有較寬的適應(yīng)范圍，當(dāng)pH> 6.5時(shí)，殺菌效率遠(yuǎn)高于氯。二氧化氯氧化能力強(qiáng)，是氯氣氧化能力的5倍，殺菌同時(shí)可以去除水中色度、臭味、錳等雜質(zhì)；與臭氧相比, 二氧化氯在水中持續(xù)殘留時(shí)間較長，可以有效控制二次污染發(fā)生。此外，二氧化氯除酚能力很強(qiáng)。缺點(diǎn)：二氧化氯本身與其消毒的無機(jī)反應(yīng)產(chǎn)物氯酸鹽及亞氯酸鹽毒性很強(qiáng)，對(duì)血紅細(xì)胞有損害作用, 可以引起高鐵血紅蛋白癥, 減少氧的運(yùn)送，并會(huì)干擾碘的吸收代謝。另外，二氧化氯價(jià)格昂貴、處理費(fèi)用較高、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。2.1.2 過氧化氫消毒過氧化氫氧化消

11、毒是依靠其強(qiáng)氧化性的OH作為氧化中間產(chǎn)物來實(shí)現(xiàn)氧化。特點(diǎn)：a.能直接氧化水中有機(jī)污染物和構(gòu)成微生物的有機(jī)物質(zhì)。b.過氧化氫分解后成為水和氧氣，不會(huì)帶來二次污染；c.在飲用水處理中過氧化氫分解速度很慢, 能保證較長時(shí)間的殘留消毒作用；d.可作為脫氯劑(還原劑)，不會(huì)產(chǎn)生有機(jī)鹵代物。e.過氧化氫穩(wěn)定性好,儲(chǔ)存時(shí)每年活性氧的損失率低于1%；沒有腐蝕性，能較容易地處理液體；能與水完全混溶，避免了溶解度的限制等。因此，過氧化氫是較為理想的飲用水預(yù)氧化劑和消毒劑。2.1.3 臭氧消毒臭氧消毒能力最強(qiáng)(臭氧> 二氧化氯> 氯氣>氯胺)，不但可以迅速殺滅細(xì)菌和芽孢病毒，而且可以去除色、嗅、味

12、等污染物，同時(shí)能提高水中有機(jī)物的生物可降解性。作用機(jī)理：通過O3和氫氧自由基-OH與結(jié)構(gòu)中的脂蛋白和內(nèi)部脂多糖反應(yīng)，從而改變細(xì)胞的通透性，導(dǎo)致細(xì)胞溶解并死亡。優(yōu)點(diǎn)：1）不生成三鹵甲烷；2）殺菌比氯氣強(qiáng)；病毒芽孢可被消除。缺點(diǎn)：1）氧化含溴離子原水時(shí)會(huì)產(chǎn)生溴酸鹽。而溴酸鹽已被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)定為2B級(jí)潛在致癌物；2）缺乏持續(xù)的殺毒能力；3）需現(xiàn)制現(xiàn)用，成本高。2.2降低消除DBPs前體物質(zhì)2.2.1.混凝法強(qiáng)化混凝是用改善混凝劑匹配和優(yōu)化混凝工藝條件等方法, 提高混凝沉淀對(duì)有機(jī)物的去除效率。常用的混凝劑有A12(SO4)3,FeSO4， FeC13, PFS(聚合硫酸鐵)、PAC(聚合鋁)等?；?/p>

13、凝法能去除水中的懸浮顆粒、色度，減少消毒副產(chǎn)物前體物的數(shù)量?；煲?、沉淀對(duì)三鹵甲烷生成具有一定的去除效果, 去除率在33%44%之間, 濾池對(duì)其的去除率為13%18%。2.2.2化學(xué)氧化法高錳酸鉀(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，水的致突變性由陽性轉(zhuǎn)變?yōu)殛幮曰蚪咏幮?。用KMnO4去除與控制水中的有機(jī)物，不必改變常規(guī)的凈水工藝流程，只需在投加混凝劑之前或同時(shí)投加KMnO4溶液，操作簡單，投資費(fèi)用低。納米TiO2光催化水處理技術(shù)對(duì)于有機(jī)污染物特別是致畸、致癌的氯仿、四氯化碳等處理效果極佳，對(duì)于表征混和污染物的化學(xué)耗氧量去除效

14、果較好。2.2.3膜過濾飲用水深度處理中常用到膜過濾，有微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)和反滲透(RO)等形式，對(duì)水中臭味、色度、消毒副產(chǎn)物前體物及其它有機(jī)物和微生物均有良好的去除效果，被推薦為最佳工藝之一。近年來膜技術(shù)在給水界迅速發(fā)展 。膜處理技術(shù)具有簡潔、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)方便等優(yōu)點(diǎn)，但是膜的污染、堵塞問題和高成本一直制約著其發(fā)展應(yīng)用，也是業(yè)內(nèi)研究的熱點(diǎn)。2.3去除已生成的DBPs2.3.1吹脫法根據(jù)三氯甲烷具有揮發(fā)性,采用曝氣法吹脫。曝氣法有跌水曝氣法、搖動(dòng)法、煮沸法等。該方法只適用于處理量較低的情況,且能耗較高。2.

15、3.2活性炭吸附研究表明，在常規(guī)水處理工藝流程中投加粉狀活性炭, 能吸附去除水中各種有機(jī)污染物(副產(chǎn)物前驅(qū)物和副產(chǎn)物本身)，使其致突變活性成陰性。當(dāng)粉末活性炭的投加量為1015mg/L 時(shí)，CODMn 去除率可達(dá)20%左右。研究表明按照一定順序在飲用水原水中投加粉末活性炭，可在保證常規(guī)出水水質(zhì)指標(biāo)的情況下，有效去除三鹵甲烷前體物(THMFP)，從而大大降低飲用水中三鹵甲烷的濃度。2.3.3生物預(yù)處理生物預(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,減少水中三氯甲烷前驅(qū)物的量,從而限制三氯甲烷的生成。生物預(yù)處理法對(duì)有機(jī)物(以TOC計(jì))的去除率不高,僅

16、30% 40%, 但當(dāng)該法與傳統(tǒng)處理相結(jié)合時(shí),對(duì)進(jìn)出水的致突活性比較研究表明:生物預(yù)處理與傳統(tǒng)處理相組合的處理工藝可以有效降低氯化水中三氯甲烷的含量。飲用水生物預(yù)處理一般采用生物膜法,主要包括生物接觸氧化、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物流化床等。生物處理能有效去除前體物質(zhì)且可大幅度降低后續(xù)加氯量,工程運(yùn)用效果比較好。3.消毒副產(chǎn)物的控制工藝3.1臭氧化生物活性炭聯(lián)用臭氧化生物活性炭(O3/BAC)深度處理工藝去除水中消毒副產(chǎn)物,該工藝能夠有效去除水中消毒副產(chǎn)物前質(zhì),可控制氯化消毒副產(chǎn)物的生成,其中臭氧化對(duì)三鹵甲烷前質(zhì)和鹵乙酸前質(zhì)均具有很好的去除效果,生物活性炭對(duì)鹵乙酸前質(zhì)表現(xiàn)出較好的去除效果,但對(duì)三

17、鹵甲烷前質(zhì)的去除效果有限。工藝流程見圖1。圖1 臭氧化生物活性炭聯(lián)用工藝流程臭氧-生物活性炭處理技術(shù)集臭氧氧化、活性炭吸附、生物降解、臭氧消毒于一體，具有獨(dú)特高效的去除污染物的特性。原水經(jīng)過預(yù)處理、沉淀、過濾后大分子有機(jī)物被有效去除，再經(jīng)過臭氧氧化后被進(jìn)一步分解為小分子狀態(tài)。然后活性炭通過物理吸附和生物降解作用直接降低水中的TOC，去除水中的NOM，有效的去除了消毒副產(chǎn)物的前體物。圖2 THM質(zhì)量濃度隨臭氧濃度變化圖3 HAA質(zhì)量濃度隨臭氧濃度變化臭氧的投加量由原水水質(zhì)和預(yù)處理后水質(zhì)情況決定，合理的投加臭氧量是達(dá)到理想效果的關(guān)鍵。投加量過少后過多都達(dá)不到理想的效果，投加過少可能會(huì)出現(xiàn)氧化不充分

18、，NOM有可能被轉(zhuǎn)化為親水性小分子有機(jī)物，在后續(xù)的消毒過程中產(chǎn)生更多的消毒副產(chǎn)物。投加量過多不僅產(chǎn)生浪費(fèi)反而會(huì)降低去除的效果。圖4 4種THM的濃度變化圖5 9種HAA濃度變化（MCAA一氯乙酸、MBAA 一溴乙酸、DCAA 二氯乙酸、TCAA 三氯乙酸、DBAA 二溴乙酸、BCAA 一溴一氯乙酸、BDCAA 一氯二溴乙酸、DBCAA 二溴乙酸、TBAA 三溴乙酸）圖4反應(yīng)出4中三鹵甲烷在經(jīng)過處理后分配比例發(fā)生變化，4種三鹵甲烷生成勢的抑制效果從高到低為CHCL3、CHBrCL2、CHBr2CL、CHBr3。在經(jīng)過臭氧-活性炭處理后HCL3、CHBrCL2、濃度降低明顯，而 CHBr2CL、C

19、HBr3 反而略有上升。圖5 具有相似的變化規(guī)律。 溴結(jié)合因子溴結(jié)合因子用與表達(dá)臭氧活性炭處理后氯代消毒副產(chǎn)物和溴代消毒副產(chǎn)物的分配情況。下面公式表示溴結(jié)合因子（NBr）對(duì)THMs和HAAs中溴取代程度。圖6 溴結(jié)合因子對(duì)THMs的溴取代流程變化圖7 溴結(jié)合因子對(duì)HAA的溴取代流程變化含溴水經(jīng)過臭氧化處理后會(huì)提高消毒副產(chǎn)物中的溴代消毒副產(chǎn)物。一方面是因?yàn)槌粞跎锘钚蕴刻幚砗蟮穆却碑a(chǎn)物前體物的減少；另一方面，臭氧改性的有機(jī)物性質(zhì)更加有利于溴代消毒副產(chǎn)物的生成。臭氧將大分子的疏水性的有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為小分子的親水性的 有機(jī)物，而小分子親水性物質(zhì)更加有利于發(fā)生溴代反應(yīng)，因此提高了溴代副產(chǎn)物的比例。也

20、有學(xué)者認(rèn)為是相對(duì)于溴代消毒副產(chǎn)物，生物活性炭更容易去除氯代消毒副產(chǎn)物的前體物。預(yù)臭氧化能夠去除部分消毒副產(chǎn)物前質(zhì)物，而主臭氧化與生物活性炭深度處理工藝能夠有效的去除水中的消毒副產(chǎn)物，較好的控制了氯化消毒副產(chǎn)物的生成，其中主臭氧化工藝對(duì)水中三鹵甲烷前質(zhì)和鹵乙酸前質(zhì)均表現(xiàn)出很好的去除效果，而生物活性炭只對(duì)水中鹵乙酸前質(zhì)有較好的去除效果。臭氧活性炭對(duì)含溴水氯消毒后對(duì)消毒副產(chǎn)物的生成和分配比重有重要影響。消毒副產(chǎn)物生成勢降低的部分主要是氯代產(chǎn)物，包含氯代甲烷和氯代乙酸。而對(duì)溴代副產(chǎn)物抑制效果較差，有些溴代產(chǎn)物甚至還有所升高。3.2 MIEX技術(shù)磁性離子交換樹脂(MIEX)是一種以聚丙烯為骨架和帶電荷季

21、胺官能團(tuán)的大孔強(qiáng)堿性陰離子樹脂，氯離子作為交換離子與水中代負(fù)電荷的離子進(jìn)行交換，主要用于給水預(yù)處理，能夠有效降解水中溶解性有機(jī)物含量。目前該技術(shù)在澳大利亞、歐洲、美國已經(jīng)應(yīng)用多年，運(yùn)行效果較佳，能夠較好解決消毒副產(chǎn)物的問題。但針對(duì)我國水質(zhì)特點(diǎn)，MIEX技術(shù)在飲用水處理技術(shù)上的研究才剛剛起步。圖8 MIEX技術(shù)工藝流程MIEX 樹脂連續(xù)并定量的投加的在接觸池中，樹脂在攪拌作用下呈懸浮狀態(tài)，水的紊動(dòng)性增加，減小了液相傳質(zhì)阻力，實(shí)現(xiàn)離子高效交換。因樹脂具有磁性能夠能夠快速凝聚成大顆粒在分離池下沉而分離，樹脂分離池出水流向下游進(jìn)行混凝和澄清處理。下沉到分離池底的樹脂中，85% - 99%直接回流到接觸

22、池，剩下1%-15%樹脂經(jīng)再生后回用，再生回用比例稱為再生率。MIEX 工藝特點(diǎn)：MIEX可以直接處理原水而無需預(yù)處理，可有效去除水中的DOC和水中其他負(fù)離子；MIEX粒子的磁性作用時(shí)期在分離區(qū)中相互聚集沉淀，并吸附捕集水中的非陰離子性污染物進(jìn)行共沉，強(qiáng)化了對(duì)不同性質(zhì)的有機(jī)物去除效果；MIEX 對(duì)有機(jī)物有著很好的去除效果，能夠有效節(jié)約絮凝劑和化學(xué)藥劑使用量，在后續(xù)的消毒中也能減少消毒劑的投加量，控制消毒副產(chǎn)物的生成；MIEX樹脂比表面積大、樹脂珠粒含有下磁性易于分離和回收，耐腐蝕性和耐磨損性能好；MIEX不能去除濁度，樹脂分離池可能會(huì)出現(xiàn)泄漏被水流帶出而產(chǎn)生二次污染，必須有混凝、過濾等后處理。

23、圖9 MIEX樹脂所去除的有機(jī)物特性上圖可以看出原水有機(jī)物分子量中小分子量為主，集中在1000-3000Da和<500Da內(nèi)。我們知道混凝沉淀對(duì)分子量為3000-5000的有機(jī)物去除明顯。MIEX樹脂對(duì)分子量<5000Da的有機(jī)物去除效果較好，而我們知道DBPs前體物主要是分子量<1000Da的有機(jī)物，也即表明MIEX可有效去除DBPs的前體物。原因是MIEX的微小孔徑能阻擋大分子有機(jī)物進(jìn)入樹脂內(nèi)進(jìn)行交換，而小分子有機(jī)物可以通過孔道擴(kuò)散到樹脂內(nèi)進(jìn)行交換而被去除。圖10 MIEX對(duì)有機(jī)物去除效果圖11 MIEX對(duì)消毒副產(chǎn)物的去除效果通過上圖可知，MIEX樹脂對(duì)有機(jī)物的去除效果和

24、樹脂劑量與接觸時(shí)間有關(guān)，隨著樹脂的劑量和接觸時(shí)間增加，DOC的質(zhì)量濃度迅速下降。但是對(duì)于不同的樹脂投加劑量在接觸30min后，DOC的變化很小。因此在實(shí)際的運(yùn)行中要選擇合適的接觸時(shí)間，能夠有效的減小構(gòu)筑物體積。圖2可以看到，MIEX技術(shù)對(duì)THMFP和HAAFP的去除效果很好，說明MIEX樹脂可以通過去除消毒副產(chǎn)物的前體物實(shí)現(xiàn)對(duì)消毒副產(chǎn)物的控制。大量研究也表明MIEX樹脂對(duì)有機(jī)物及消毒副產(chǎn)物的去除能力由強(qiáng)到弱次序：UV254、HAAFP、DOC、THMFP。原水中的溴經(jīng)過氧化后會(huì)生成溴代消毒副產(chǎn)物，對(duì)飲用水安全造成威脅。有研究認(rèn)為Br與THMs的生成有相關(guān)性，是DBPs的前體物之一，而常規(guī)工藝對(duì)

25、其去除效果差。singer和Boyer等的研究表明MIEX對(duì)不同水源中的溴去除率45%和25%。Humber用不同的陰離子交換樹脂進(jìn)行交換樹脂，去除效率可達(dá)到60%。 MIEX在去除溴過程中易受其他負(fù)電荷的影響，研究認(rèn)為堿度越高，對(duì)溴的去除率越低。因?yàn)樗嘘庪x子和溴離子競爭氯離子交換位，影響了對(duì)溴的去除。因此，MIEX在去除溴的過程中要排出其他負(fù)電荷的影響，保證溴的有效去除。MIEX技術(shù)能有效去除有機(jī)物、溴等消毒副產(chǎn)物的前體物；MIEX預(yù)處理能減少后續(xù)氯化消毒后臭氧氧化的劑量，有助于控制消毒副產(chǎn)物的生成；MIEX與混凝沉淀、活性炭和膜組合使用時(shí)可最大程度控制消毒副產(chǎn)物生成，在國外已廣泛應(yīng)用。目

26、前MIEX技術(shù)在我國的研究還處于起步階段，對(duì)其機(jī)理和應(yīng)用性研究還很少。未來，將主要針對(duì)高藻和溴水源水開展MIEX技術(shù)試驗(yàn)性研究。通過對(duì)MIEX技術(shù)及其組合工藝的研究，以期解決藻類有機(jī)物污染及預(yù)氧化和消毒引起的消毒副產(chǎn)物問題。參考文獻(xiàn)1 郭強(qiáng). 飲用水液氯消毒機(jī)理及其消毒副產(chǎn)物的控制J. 山西科技, 2005, 5: 111-112.2姚超英. 氯化消毒飲用水副產(chǎn)物 DBPs 對(duì)健康的影響J. 職業(yè)與健康，2009，25(7): 750-751.3張寶. 飲用水的安全氯化消毒技術(shù)J. 黑龍江水利科技, 2007, 35(4): 154-155.4白雁冰. 折點(diǎn)加氯法脫氨氮后余氯的脫除J. 環(huán)境科學(xué)與管理, 2008, 33(11): 102-108.5劉珊，萬新南. 飲用水氯消毒及余氯控制技術(shù)展望J. 水土保持研究，2005，15(5)：6董麗麗, 黃駿雄, 飲用水消毒副產(chǎn)物及其分析技術(shù)J. 化學(xué)進(jìn)展, 2005, 17(2) : 350- 358 . 7張建英, 陸嫻婷, 朱麗紅, 等. CHCl3和CHBrCl2在殼聚糖-活性炭吸附劑上的吸附效能研究J. 浙江