飲用水鹵代消毒副產(chǎn)物生成動(dòng)力學(xué)及控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)飲用水水質(zhì)安全問(wèn)題的關(guān)注程度日益加深。自從人們發(fā)現(xiàn)飲用水氯消毒技術(shù)會(huì)產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物以來(lái)，要求降低乃至消除這些消毒副產(chǎn)物的呼聲也越來(lái)越高。國(guó)內(nèi)外專家對(duì)此進(jìn)行了深入的研究和探索，從尋求高新型高效的消毒劑、改進(jìn)凈水處理技術(shù)到開(kāi)發(fā)消毒副產(chǎn)物去除的工藝等多方面展開(kāi)研究，取得了一定的成效。 本文論述了飲用水中鹵代消毒副產(chǎn)物(三鹵甲烷和鹵乙酸)對(duì)人體健康的危害，提出了將其去除的有效途徑。對(duì)飲用水中

2、4種三鹵甲烷和9種鹵乙酸的檢測(cè)方法進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：三鹵甲烷加標(biāo)回收率為93.65％～101.07％，方法檢測(cè)限達(dá)到0.014ug/L，測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低于5.54％；20ug/L鹵乙酸加標(biāo)回收率為71.48％-125.40％，方法的檢測(cè)限達(dá)到0.20ug/L，測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低于11.25％。并給出了三鹵甲烷和鹵乙酸的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。 回顧了模擬給水處理廠氯消毒過(guò)程的余氯模型和消毒副產(chǎn)物模型，分別介紹了其建模方法，基本方

3、程，主要參數(shù)等。采用正交試驗(yàn)研究影響游離氯消耗的主要因素，主要有反應(yīng)時(shí)間，初始氯濃度，有機(jī)物濃度，溫度和pH值。影響余氯消耗因素的主次順序?yàn)椋篊o>T>TOC>pH，得到的最佳因素水平條件為：C<,0>=2mg/L，T=20℃，TOC=2.8mg/L，pH=8。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的擬合得到氯消耗的一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型C<,A>=C<,O>e<'-kt>。同時(shí)研究了四個(gè)主要因素與氯消耗速率常數(shù)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)隨氯濃度、溫度和有機(jī)碳濃度的增大，余氯的消耗

4、量隨之增大，pH值對(duì)余氯消耗影響較小。氯消耗系數(shù)與氯濃度關(guān)系式：K=0.0416(1/Co)-0.0049(R<'2>=0.9847)；氯消耗系數(shù)與有機(jī)物濃度關(guān)系式：K=0.0054TOC-0.0078，R<'2>=0.9598；氯消耗系數(shù)與溫度關(guān)系式：K=0.0028e<'0.0605T>(R<'2>=0.9947)；pH值對(duì)余氯消耗系數(shù)無(wú)顯著影響。通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研系統(tǒng)得分析了消毒副產(chǎn)物(三鹵甲烷和鹵乙酸)生成動(dòng)力學(xué)及影響因素，概括了隨著

5、反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，不同反應(yīng)條件下，消毒副產(chǎn)物的生成情況。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)文獻(xiàn)中給出的副產(chǎn)物生成經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行擬合，得到適合本試驗(yàn)的動(dòng)力學(xué)模型，并且對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。 對(duì)比了北京市第九自來(lái)水廠十年前(原水預(yù)氯化消毒)和現(xiàn)在的(原水沒(méi)有預(yù)氯化消毒)消毒副產(chǎn)物在各處理工藝段的變化情況。發(fā)現(xiàn)：常規(guī)的工藝能夠去除大部分的有機(jī)物，但是作為副產(chǎn)物的前體物質(zhì)，當(dāng)在清水池中加氯后，這些有機(jī)物就會(huì)與氯生成大量的消毒副產(chǎn)物；鹵乙酸經(jīng)過(guò)活性炭池后，含量減少為7.