臭氧或紫外/臭氧预氧化对饮用水消毒中碘代三卤甲烷形成的作用规律
发布时间：2021-03-23 14:27
饮用水消毒过程由于消毒剂和天然有机质（NOM）反应产生有害消毒副产物（DBPs）,备受人们的关注。其中,碘代消毒副产物（I-DBPs）尽管浓度低,但是具有比其他DBPs更高的遗传毒性和细胞毒性而被重点关注。由于预氧化工艺比常规消毒工艺更加有效地控制I-DBPs的生成而逐渐兴起,其中,O3由于显著的杀菌效果、强氧化能力而被广泛用于自来水厂的预氧化消毒过程,然而对于O3预氧化如何影响I-THMs的形成还缺乏深入的认识。因此,本文主要探究了 O3预氧化和UV/O3预氧化对后续氯及氯胺消毒中碘代三卤甲烷（I-THMs）形成的影响及作用机制。主要研究内容和结论如下:1、O3预氧化对氯及氯胺消毒中I-THMs形成的影响规律。以腐植酸（HA）为代表性NOM,探讨了不同浓度O3预氧化后氯及氯胺消毒中I-THMs的形成,研究了预氧化时O3浓度对HOI浓度和NOM结构和组分变化的影响,最后以小球藻为模式生物,评估了O3-Cl2（臭氧预氧化-氯消毒）、O3-NH2Cl（臭氧预氧化-氯胺消毒）工艺的总毒性变化。研究结果表明,在氯化和氯胺化消毒过程中I-THMs的浓度随O3浓度增加均先增加后减少,分别在O3浓度...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２氣及氣胺消毒过程中碘帕酵的转化及Ｉ－ＤＢＰｓ的形成｜２４｜??
性，在酸??性时能够完全氧化卤素离子（如ｒ变成丨〇３＿）?Ｐ５］。因此，ＫＭｎ０４常被用做预氧??化剂。Ｌｉａｎｇ等人发现ＫＭｎ〇４与Ｃｌ２联合使用对消毒有协同作用，减少ＴＨＭｓ的??产生。通过选择比较有无ＫＭｎＣＵ预氧化，一方面降低沉淀过滤后的浊度及ＵＶ２５４??值，同时减少了?ＴＨＭ的产生（由２５ｎｇ／Ｌ降至〗０［ｉｇ／Ｌ）。提高处理效率的原因是??预氧化剂本身的协同作用，以及ＫＭｎ０４与Ｃｌ２还原形成的中间产物（如水合二??氧化锰，ＭｎＣｂ＊Ｈ２０）的作用［４１］。其实验流程如图１．６所示。??Ｐｒｃｏｘｉｄａｌａｎｌ?ＦｅＣＩ、??Ｒａｗ?Ｗａｔｅｒ???＾＾??Ｍｉｘｉｎｇ?｜｜?令二?％?｜?｜?＾??Ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎ?ｎｌ?ｐＪ??Ｊ?广．??ｖ＾Ｖ??—＾?ｉｉ?＾??Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ?ａｉｒ?ｆｌｏｌａｌｉｏｎ?ｊ?Ｃｌｅａｒ?Ｗｅｌｌ??ｎｒ??Ｓａｎｄ?Ｆｉｌｔｅｒ??图１．６ＫＭｎ〇４预氧化联合Ｃｈ消毒的工艺流程图｜４Ｉ｜??Ｆｉｇ．?１．６?Ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｐｅｒｏｘｉｄａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＫＭｎ〇４?ｃｏｍｂｉｎｅｄ?ｗｉｔｈ?ｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎ??ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ｜４１）??Ｚｈａｎｇ等人着重于探究了?ＫＭｎ〇４预氧化对ｒ的氧化机理，当ＫＭｎＣＭ的浓度??比较低时，确实可以减少氯仿（ＣＨＣ１３）的形成并且只有少量的ＣＨｈ出现；然而，??当ＫＭｎ０４浓度在０．１￣３．０ｍｇ／Ｌ范围内，随着ＫＭｎ〇４浓度的增加，ＣＨＩ３的产率??明显增加，这是因为过量的ＫＭｎ〇４会将ｒ氧化成ｈ并累积（方程１．５，?１．６），随??后１２自身
?第一章文献综述???１．２．２电催化奥氣活化技术??电催化臭氧氧化（Ｅｌｅｃｔｒｏ－ｐｅｒｏｘｏｎｅ，Ｅｐ）工艺是是一种新兴的电化学高级氧??化工艺（ＥＡＯＰ），它将０３与阴极原位产生的Ｈ２０２相结合，形成的过氧化物如Ｈ０－??等应用于废水中有机物的降解。近几年，Ｅｐ工艺快速发展以控制废水中的新兴??污染物（ＥＣｓ）。核心装置是在臭氧接触器中简单地安装电极以原位产生Ｈ２０２［４３］。??如图１．７所示，在通电过程中，阴极接受电子与底部的０３迅速反应生成Ｈ２Ｏ２，??并进一步转化成Ｈ０？降解有机物［４３，?４４］。??Ｏｚｏｎａｔｉｏｎ?／?Ｅｌｅｃｔｒｏ－ｐｅｒｏｘｏｎｅ??ＤＣ?ｐｏｗｅｒ???＾?Ｈ???Ｏｚｏｎｅ?ｒｅａｃｔｏｒ??ｅ＊??’?ｅ?ｎ??Ｏｚｏｎｅ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ?ＥＣｓ??，Ｈ２〇２?Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ??（?（＾?ｐｒｏｄｕｃｔｓ??＾３?Ｏｚｏｎｅ－ｒｅａｃｔｉｖｅ?ＥＣｓ??〇?ｏ?ｕ??Ｃａｒｂｏｎ－ｂａｓｅｄ？?〇〇?Ａｎｏｄｅ??ｃａｔｈｏｄｅ?Ｈ??Ｌ．－ｌ??〇ｎ?〇臟丨＿〇：??ｇｅｎｅｒａｔｏｒ?＾??图１．７电催化臭氧氧化工艺流程图［４４］??Ｆｉｇ．?１．７?Ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?Ｅｌｅｃｔｒｏ－ｐｅｒｏｘｏｎｅ［４４］??与常规０３工艺相比，Ｅｐ工艺一方面可显著提高０３利用率，降低能耗需求，??另一方面，其产生的Ｈ０？比０３＿？更容易降解ＥＣｓ［４５］。同时，Ｅｐ工艺在饮用水消??毒过程中能有效减少溴酸盐（ＢｒＣＶ）的生成［４３］。因此，使用Ｅｐ工艺可以显著??提髙废水的处理性能。Ｚｈａｎｇ
【参考文献】：
期刊论文
[1]净水过程中二氧化氯消毒副产物去除研究[J]. 范长香. 中国资源综合利用. 2019(11)
[2]原水UV254与CODMn相关性研究[J]. 杨晓敏,苏文洪,黄旭冰,张丽珍. 城镇供水. 2019(01)
[3]紫外/PS、紫外/H2O2降解2-MIB和土臭素对比[J]. 岳思阳,张爱红,谢鹏超,王宗平,马军. 中国给水排水. 2016(19)
[4]余氯分析方法研究进展[J]. 康苏花,任毅斌,高康宁,杨丽杰,左文涛. 河北工业科技. 2013(05)
[5]DPD分光光度法测定水中游离余氯的探讨[J]. 陆喜红,杨丽莉,叶瑾. 环境监测管理与技术. 2013(03)
[6]离子色谱法测定水中溴离子与碘离子[J]. 窦艳艳,杨丽莉,胡恩宇,王美飞. 环境监测管理与技术. 2012(06)
[7]饮用水有机类消毒副产物毒理学研究方法进展[J]. 杨帆,楚文海,张永吉,尹大强. 生态毒理学报. 2012(01)
[8]中华人民共和国国家标准生活饮用水卫生标准[J]. 城镇供水. 2007(04)
[9]采用靛蓝二磺酸钠分光光度法测定环境空气中的臭氧（O3）[J]. 杨丽香,孙润泰,杨慧芳. 中国卫生检验杂志. 2007(06)
[10]二氧化氯消毒无机副产物的产生及控制[J]. 潘宁,李金成,许友芹. 环境工程. 2006(04)
本文编号：3095957
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２氣及氣胺消毒过程中碘帕酵的转化及Ｉ－ＤＢＰｓ的形成｜２４｜??
性，在酸??性时能够完全氧化卤素离子（如ｒ变成丨〇３＿）?Ｐ５］。因此，ＫＭｎ０４常被用做预氧??化剂。Ｌｉａｎｇ等人发现ＫＭｎ〇４与Ｃｌ２联合使用对消毒有协同作用，减少ＴＨＭｓ的??产生。通过选择比较有无ＫＭｎＣＵ预氧化，一方面降低沉淀过滤后的浊度及ＵＶ２５４??值，同时减少了?ＴＨＭ的产生（由２５ｎｇ／Ｌ降至〗０［ｉｇ／Ｌ）。提高处理效率的原因是??预氧化剂本身的协同作用，以及ＫＭｎ０４与Ｃｌ２还原形成的中间产物（如水合二??氧化锰，ＭｎＣｂ＊Ｈ２０）的作用［４１］。其实验流程如图１．６所示。??Ｐｒｃｏｘｉｄａｌａｎｌ?ＦｅＣＩ、??Ｒａｗ?Ｗａｔｅｒ???＾＾??Ｍｉｘｉｎｇ?｜｜?令二?％?｜?｜?＾??Ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎ?ｎｌ?ｐＪ??Ｊ?广．??ｖ＾Ｖ??—＾?ｉｉ?＾??Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ?ａｉｒ?ｆｌｏｌａｌｉｏｎ?ｊ?Ｃｌｅａｒ?Ｗｅｌｌ??ｎｒ??Ｓａｎｄ?Ｆｉｌｔｅｒ??图１．６ＫＭｎ〇４预氧化联合Ｃｈ消毒的工艺流程图｜４Ｉ｜??Ｆｉｇ．?１．６?Ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｐｅｒｏｘｉｄａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＫＭｎ〇４?ｃｏｍｂｉｎｅｄ?ｗｉｔｈ?ｃｈｌｏｒｉｎａｔｉｏｎ??ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ｜４１）??Ｚｈａｎｇ等人着重于探究了?ＫＭｎ〇４预氧化对ｒ的氧化机理，当ＫＭｎＣＭ的浓度??比较低时，确实可以减少氯仿（ＣＨＣ１３）的形成并且只有少量的ＣＨｈ出现；然而，??当ＫＭｎ０４浓度在０．１￣３．０ｍｇ／Ｌ范围内，随着ＫＭｎ〇４浓度的增加，ＣＨＩ３的产率??明显增加，这是因为过量的ＫＭｎ〇４会将ｒ氧化成ｈ并累积（方程１．５，?１．６），随??后１２自身
?第一章文献综述???１．２．２电催化奥氣活化技术??电催化臭氧氧化（Ｅｌｅｃｔｒｏ－ｐｅｒｏｘｏｎｅ，Ｅｐ）工艺是是一种新兴的电化学高级氧??化工艺（ＥＡＯＰ），它将０３与阴极原位产生的Ｈ２０２相结合，形成的过氧化物如Ｈ０－??等应用于废水中有机物的降解。近几年，Ｅｐ工艺快速发展以控制废水中的新兴??污染物（ＥＣｓ）。核心装置是在臭氧接触器中简单地安装电极以原位产生Ｈ２０２［４３］。??如图１．７所示，在通电过程中，阴极接受电子与底部的０３迅速反应生成Ｈ２Ｏ２，??并进一步转化成Ｈ０？降解有机物［４３，?４４］。??Ｏｚｏｎａｔｉｏｎ?／?Ｅｌｅｃｔｒｏ－ｐｅｒｏｘｏｎｅ??ＤＣ?ｐｏｗｅｒ???＾?Ｈ???Ｏｚｏｎｅ?ｒｅａｃｔｏｒ??ｅ＊??’?ｅ?ｎ??Ｏｚｏｎｅ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ?ＥＣｓ??，Ｈ２〇２?Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ??（?（＾?ｐｒｏｄｕｃｔｓ??＾３?Ｏｚｏｎｅ－ｒｅａｃｔｉｖｅ?ＥＣｓ??〇?ｏ?ｕ??Ｃａｒｂｏｎ－ｂａｓｅｄ？?〇〇?Ａｎｏｄｅ??ｃａｔｈｏｄｅ?Ｈ??Ｌ．－ｌ??〇ｎ?〇臟丨＿〇：??ｇｅｎｅｒａｔｏｒ?＾??图１．７电催化臭氧氧化工艺流程图［４４］??Ｆｉｇ．?１．７?Ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?Ｅｌｅｃｔｒｏ－ｐｅｒｏｘｏｎｅ［４４］??与常规０３工艺相比，Ｅｐ工艺一方面可显著提高０３利用率，降低能耗需求，??另一方面，其产生的Ｈ０？比０３＿？更容易降解ＥＣｓ［４５］。同时，Ｅｐ工艺在饮用水消??毒过程中能有效减少溴酸盐（ＢｒＣＶ）的生成［４３］。因此，使用Ｅｐ工艺可以显著??提髙废水的处理性能。Ｚｈａｎｇ
【参考文献】：
期刊论文
[1]净水过程中二氧化氯消毒副产物去除研究[J]. 范长香. 中国资源综合利用. 2019(11)
[2]原水UV254与CODMn相关性研究[J]. 杨晓敏,苏文洪,黄旭冰,张丽珍. 城镇供水. 2019(01)
[3]紫外/PS、紫外/H2O2降解2-MIB和土臭素对比[J]. 岳思阳,张爱红,谢鹏超,王宗平,马军. 中国给水排水. 2016(19)
[4]余氯分析方法研究进展[J]. 康苏花,任毅斌,高康宁,杨丽杰,左文涛. 河北工业科技. 2013(05)
[5]DPD分光光度法测定水中游离余氯的探讨[J]. 陆喜红,杨丽莉,叶瑾. 环境监测管理与技术. 2013(03)
[6]离子色谱法测定水中溴离子与碘离子[J]. 窦艳艳,杨丽莉,胡恩宇,王美飞. 环境监测管理与技术. 2012(06)
[7]饮用水有机类消毒副产物毒理学研究方法进展[J]. 杨帆,楚文海,张永吉,尹大强. 生态毒理学报. 2012(01)
[8]中华人民共和国国家标准生活饮用水卫生标准[J]. 城镇供水. 2007(04)
[9]采用靛蓝二磺酸钠分光光度法测定环境空气中的臭氧（O3）[J]. 杨丽香,孙润泰,杨慧芳. 中国卫生检验杂志. 2007(06)
[10]二氧化氯消毒无机副产物的产生及控制[J]. 潘宁,李金成,许友芹. 环境工程. 2006(04)
本文编号：3095957
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