河库型水源三氯乙醛前体物分析与水质风险评估

发布时间：2019-07-15 14:26

【摘要】：三氯乙醛(CH)是饮用水处理中仅次于三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)的第三大类消毒副产物(DBPs),严重威胁人体健康,但是目前对于CH的主要前体物组分并不清楚,对于不同水源在现有工艺条件下的CH风险也缺乏有效的评估方法。本文分析了CH的生成规律,并运用分子量分级和极性分离等分离技术、三维激发-发射矩阵荧光光谱等有机物表征手段,结合氨基酸、牛血清白蛋白等模拟化合物的氯化实验,以找出CH的主要前体物组分。最后,建立了多属性评估方法对CH风险进行评估,并进行案例验证,为CH的控制和风险评估提供有效方法与技术支持。CH生成规律研究表明,5~35oC温度范围内,CH生成量随着温度的升高而逐渐升高,45oC时,CH降解速率大于生成速率,生成量逐渐减少;CH生成量随着p H的升高而逐渐降低,当p H=11时,CH已经完全降解;Cl2:TOC=1:1~4:1(质量比)范围内,CH的生成量随着加氯量的增加而增加,但是当Cl2:TOC4:1时,CH的生成量保持不变。CH与两类常规DBPs(THMs和HAAs)之间均为正相关关系,且CH与HAAs的相关关系更为显著。CH生成量与耗氯量的平方成正比。CH前体物含量与TOC线性关系更为显著,可以根据原水的TOC来预测水体中的CH前体物含量。对CH前体物的分析研究表明,我国南方某市典型水源水中CH前体物含量的范围为19.30~66.70μg/L,其中藻类和颗粒性有机物(POM)对于CH前体物的贡献率为6.83~37.33%,溶解性有机物(DOM)的贡献率为62.67~93.17%,水体中CH的主要前体物来源于DOM。夏季水样中分子量(MW)1KDa和MW10KDa两部分DOM为CH的主要前体物;CH的主要前体物类别为类芳香性蛋白质、类微生物代谢产物等亲水性有机物;丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、组氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、牛血清白蛋白和DNA等的CH生成能力较强,均大于30μg/mg-C。不同模拟化合物的生成动力学的差异,说明有机物的结构与CH生成息息相关,为CH生成机理研究奠定基础。通过建立多属性评估模型对CH风险进行评估,建立了包括原水水质、环境因素、水厂工艺等三个要素层在内的指标体系,共计7个指标,分别为:p H、水温、TOC、降雨量、水源周围的污染状况、碱铝投加量和加氯量,其权重值分别为:0.1、0.1、0.2、0.1、0.1、0.08和0.32。利用加单加权法对CH风险进行评估,满分为1分,分数越高,CH风险相应越高。水源X和Y案例分析表明,X水源的CH风险要大于Y水源。此外,X和Y两个水源在常规处理工艺条件下的CH风险基本处于一般或较高的风险程度,并且4~10月份的CH风险程度相对较高。
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图片说明：技术路线图
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图片说明： 图 2-1 分子量分级流程间为 30 min，HCl 搅拌时间为 15 min；最后，在高0.5 MPa）采用超纯水对超滤膜予以清洗，，调节 TOC 和 UV254与超纯水基本一致，再用于水样分
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU991.2

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本文编号：2514725