《飲用水中溴代消毒副產物的生成機理及控制技術研究》是依託清華大學，由楊宏偉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：飲用水中溴代消毒副產物的生成機理及控制技術研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：楊宏偉
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
溴代消毒副產物(Br-DBPs)是消毒過程中生成的具有強細胞毒性、致突變性、致癌性及遺傳毒性的有機物，而我國水源水中溴離子濃度普遍較高，同時臭氧工藝的在水處理工藝中的逐步推廣，導致溴代有機副產物的健康風險的可能增加，因此開展Br-DBPs生成機理和控制技術的研究對保障飲用水水質安全具有重大意義。本項目重點在於通過研究消毒工藝、水質指標對Br-DBPs生成的影響作用，結合中間產物HOBr/BrO-的變化規律，揭示Br-DBPs的影響因素及生成路徑；並在此生成路徑基礎上，研究H2O2、NH3技術對不同消毒工藝中Br-DBPs控制作用，分析反應過程中Br-DBPs的中間產物HOBr/BrO-的變化規律，闡明H2O2、NH3技術對Br-DBPs的控制機理。通過本項目的研究，為飲用水安全處理中溴代消毒副產物的控制提供理論依據。
結題摘要
溴代消毒副產物的毒性通常比相應的氯代消毒副產物高，而當原水中含有溴離子時，在消毒後可能產生濃度較高的溴代副產物，影響水質安全。本項目主要研究飲用水處理過程中溴代消毒副產物的生成特性及控制技術。結果表明：水中有機物不同時消毒副產物的生成和分配會發生極大的變化。在本研究所採用的四種不同水質原水中，腐殖酸和富里酸配水的主要產物為三鹵甲烷，而兩種實際水的主要產物為鹵乙酸。在消毒過程中，溴比氯更容易和水中的有機前體物結合生成消毒副產物，且Br-濃度越高，溴代副產物所占比例越大。在含溴水體臭氧-氯消毒過程中，隨著臭氧濃度從1 mg/L增加至6 mg/L，THMs、THAAs和DHAAs生成量均先增加後減小，在臭氧濃度為2 mg/L時達到最大，其生成量分別為單獨氯消毒時的1.38倍，1.23倍和1.43倍。進一步增加臭氧濃度會減小常規DBPs生成量，但是會引起溴酸鹽濃度超標問題。在含溴水體二氧化氯-氯消毒過程中，THMs、THAAs和DHAAs生成量均隨著二氧化氯濃度的增大呈現先增加而後減小的趨勢。在二氧化氯投加量為0.5~2 mg/L的範圍內，THMs、THAAs和DHAAs生成潛能的變化範圍分別為-8.2%~4.9%、1.1%~9.5%和-2.1%~-3.4%。總體來說，增加二氧化氯預氧化後對常規DBPs的總生成潛能並無太大影響。在含溴水體高錳酸鉀-氯消毒過程中，僅使用高錳酸鉀氧化後直接氯消毒生成的THMs、THAAs和DHAAs濃度與高錳酸鉀投加量無關。通過先投加臭氧、二氧化氯和高錳酸鉀，再投加次氯酸鈉考察預氧化工藝對非常規DBPs生成特性的影響，結果表明CH是生成濃度最高的一類非常規DBPs，比DHANs和TCNM生成量高1-2個數量級。含溴水體預氧化-氯消毒過程中，臭氧預氧化能顯著促進後續氯消毒過程中CH的生成。隨著溴離子濃度的增大，氯消毒過程中CH濃度逐漸減少。這表明在含溴水體中CH同樣會被溴取代形成相應的溴代DBPs。在臭氧氧化的同時，投加過氧化氫或者氨，均可有效降低溴酸鹽生成，但同時會導致溴代有機消毒副產物的比例升高。
