《飲用水處理臭氧和混凝互動作用及其控制研究》是依託山西大學，由劉海龍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：飲用水處理臭氧和混凝互動作用及其控制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉海龍
- 依託單位：山西大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
臭氧和強化混凝聯用從消減DBPs（Disinfection By-Products）前驅物、減少DBPs生成等多環節控制DBPs及其危害，成為DBPs等微污染物控制的主流工藝之一；但其匹配效率及安全性等一直是頗受關注而又爭議頗多的問題。本項目以目前國內套用最廣的聚合氯化鋁（PACl）為典型混凝劑，採用有機物分級、HPLC（高效液相色譜）、GC-Ms（氣-質聯用）、螢光分析、紫外吸收動態測定、核磁共振（NMR）、雷射粒度粒型分析等技術研究PACl、及其關鍵成分Al13以及混凝過程對臭氧溶解、降解和自由基生成、氧化效率等的影響；研究臭氧-混凝聯用對有機物降解途徑和降解效率的影響；研究臭氧對混凝劑水解過程和混凝效率的影響。力圖通過上述研究完善臭氧-混凝互動作用基本理論，解決聯用工藝匹配和最佳化方面的理論和關鍵技術問題，促進安全、高效的飲用水安全保障技術發展。
結題摘要
臭氧和混凝配合使用是DBPs等微污染物控制潛在的主流工藝之一，但其匹配效果及安全性等一直頗受爭議。本項目以氯化鋁、聚合氯化鋁（PACl）、硫酸鋁等為典型混凝劑，研究混凝劑對臭氧溶解、降解和自由基生成、氧化效率等的影響；研究臭氧對混凝劑水解過程和混凝效率的影響；研究臭氧-混凝聯用對有機物降解途徑和降解效率的影響。研究驗證了臭氧與上述無機混凝劑聯合作用時的確存在互動作用。結果顯示：聯用（臭氧與混凝劑同時投加）和預臭氧混凝過程相比，濁度去除效果較差；臭氧在低濃度時，有機物去除能力略有增強，對消毒副產物生成勢（DBPFP）控制效果較好，但臭氧中高濃度（2.0mg/L以上）時，三氯甲烷生成勢（CFFP）較預臭氧混凝過程多。可能的機理是互動作用導致：（1）臭氧在混凝劑存在時降解速率加快，且其在降解過程中更多地形成自由基；進而影響有機物的氧化過程、氧化產物及DBPs的形成。（2）臭氧干擾鋁鹽水解形成Alb等混凝有效成分的過程，進而影響混凝效果。（3）有機物降解途徑和降解產物發生變化。三維螢光（3DEEM）分析表明聯用對3DEEM光譜螢光淬滅效果更加明顯，如EX/Em為275nm/310-330nm的螢光，富里酸在單獨混凝（Al3+1mg·L-1、3mg·L-1）過程中未見明顯變化；預氧化（O3濃度分別為1mg·L-1、2mg·L-）混凝（Al3+1mg·L-1、3mg·L-1）過程對其產生明顯的猝滅，相應條件下臭氧-混凝聯用處理淬滅效果更加明顯，幾乎完全被猝滅。差異紫外分析結果表明：以富里酸原水相應指標作參比，聯用導致有機物在230±2nm、272±2nm、330±2nm和385±5nm等處吸收差異明顯大於預臭氧混凝過程，而上述位置被認為是余氯和NOM反應形成TOX的關鍵位置，與DBPFP直接相關。研究表明聯用較預臭氧混凝過程對有機物結構有更強的破壞能力，從而降低或改變DBPFP生成和分布特徵。此外，還初步研究了臭氧降解機理和方法、含溴、含碘原水在臭氧-混凝聯用中溴代消毒副產物、碘代消毒副產物的形成等。
