饮用水中消毒副产物三氯乙醛控制技术集成研究

发布时间：2020-07-29 15:32

【摘要】：氯系消毒剂是目前饮用水处理中使用最为普遍的消毒剂,充分保障了饮用水微生物的安全性,但其亦能与水体中天然有机物(NOM)反应,生成多种氯化消毒副产物(DBPs)。其中,三氯乙醛(CH)的含量仅次于三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs),且具有较高的超标风险。目前对于CH前体物的去除基本是单工艺以及简单工艺联用为主,而缺乏工艺集成技术对CH前体物的去除研究。本文以课题组前期研究为基础,以南方某地区水库原水、腐殖酸原水和牛血清蛋白原水为研究对象,采用预处理和强化常规工艺集成对不同目标水样中CH前体物的去除研究,为自来水厂中水处理工艺对CH前体物的去除提供技术指导,以全方位保障饮用水水质安全。预处理研究表明:木质、煤质和椰壳等3种不同材质粉末活性炭(PAC)对CH均有良好的吸附效果且吸附性能相当,均适用于水质CH超标应急处理;3种PAC的投加量分别为50 mg/L、50 mg/L和30 mg/L,对CH前体物的去除效果最优,但椰壳粉炭的处理效果优于木质和煤质。3种PAC主要是通过吸附水体中芳香性蛋白质类有机物和微生物代谢产物有机物而达到控制CHFP的。PAC能够强化混凝沉淀对CH前体物的控制作用,相比于单独混凝,增添30 mg/L的椰壳PAC对CHFP的去除率提高23.67%。粉炭吸附预处理和预氧化具有协同作用,相比于单独投加30 mg/L椰壳PAC吸附预处理,复合预氧化剂KMnO_4+ClO_2的最优投加量为0.8 mg/L+0.2 mg/L,对CH前体物的去除率提高了12.68%。粉炭吸附/预氧化/混凝对原水中CH前体物的控制效果较为突出,当复合预氧化剂KMnO_4+ClO_2的投加量为0.2 mg/L+0.8 mg/L时,对原水中CHFP的去除率为73.11%。强化常规工艺研究表明:强化混凝沉淀是去除水体中CH前体物的较为有效方法,在聚合氯化铝(PACl)投加量为4.0 mg/L时,对3种目标水样(原水、腐殖酸原水和蛋白质原水)的去除率分别为59.55%、63.69%和60.02%;另增投0.05 mg/L的助凝剂聚丙酰胺(PAM),去除率仅分别提升3.26%、5.62%和0.35%。尽管二次微絮凝强化过滤对CH前体物能力有限,但相比于直接过滤,当二次微絮凝强化过滤PACl最佳投加量分别为0.1 mg/L、0.3 mg/L和0.1 mg/L,对原水、腐殖酸原水和蛋白质原水中CH前体物的去除率分别提高了9.60%、12.30%和5.28%。强化混凝沉淀联合强化沉淀集成工艺对原水、腐殖酸原水、蛋白质原水的去除率分别为68.02%、70.95%和69.53%,比PACl投加量为2.0 mg/L时砂滤过滤的常规工艺分别提高了16.00%、15.65%和19.90%。预处理联合强化常规工艺研究表明:粉炭吸附/强化常规集成工艺对原水、腐殖酸原水和蛋白质原水的去除效果较为理想,混凝沉淀出水中CH前体物的去除率分别62.87%、65.19%和68.88%,而过滤出水中的去除率分别达到76.87%、81.70%和75.72%。复合预氧化剂KMnO_4+ClO_2投加量分别在0.5 mg/L+0.5 mg/L、0.2 mg/L+0.8 mg/L和0.5mg/L+0.5 mg/L时,预氧化能最大程度强化规常集成工艺对原水、腐殖酸原水和蛋白质原水中CH前体物的去除效果,且去除率分别提升了6.29%、6.51%和7.06%。粉炭吸附/预氧化/强化常规集成工艺对不同水质中CH前体物的去除均有很强的适用性,该集成工艺对原水、腐殖酸原水和蛋白质原水中CH前体物的去除率分别达到82.76%、86.23%和81.65%,且比常规工艺(NaClO投加量0.5 mg/L、PACl投加量2.0 mg/L)分别提高了21.51%、27.07%和27.76%。粉炭吸附预处理、预氧化以及强化常规工艺相辅相成,形成多级CH水质保护屏障,适用于CH有超标风险的水源水。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU991.25
【图文】：

技术路线图,技术路线,三氯乙醛,集成研究

广州大学硕士学位论文技术路线及主要研究内容技术路线验过程所采用的技术路线如图 1-1 所示。饮用水中三氯乙醛控制技术集成研究水腐殖酸原水蛋预处理技术强化常规技术

【参考文献】