紫外-過硫酸鹽氧化除嗅并控制消毒副產(chǎn)物生成的效能研究.pdf

1、嗅味物質(zhì)由于閾值濃度非常低，難以被有效去除而始終是飲用水處理的難題。此外，富營(yíng)養(yǎng)化水體通常含有大量的有機(jī)物，部分有機(jī)物難以被常規(guī)的飲用水處理工藝去除，并在氯化消毒時(shí)生成消毒副產(chǎn)物（DBPs）進(jìn)而危害飲用水安全。因此，開發(fā)可以高效除嗅并減少后續(xù)氯化消毒時(shí)副產(chǎn)物生成的技術(shù)對(duì)保障飲用水安全具有重要的意義。本研究開發(fā)了紫外/過硫酸鹽（UV/PS）高級(jí)氧化體系去除水中2-甲基異茨醇（2-MIB）和土臭素（GSM）這兩種致嗅污染物并減少后續(xù)氯化消毒

2、過程中DBPs生成的技術(shù)。
　　UV/PS高級(jí)氧化體系可以有效降解2-MIB和GSM，其降解2-MIB和GSM的效能隨著 PS初始投量的增高而增強(qiáng)；pH值不能直接影響 UV/PS體系降解2-MIB和GSM的效能，但是如果體系內(nèi)含有磷酸根時(shí)，2-MIB和GSM的去除率在酸性條件下更高；2-MIB和GSM在UV/PS體系內(nèi)的降解效能幾乎不受反應(yīng)溫度、氯離子（Cl-）和硝酸根離子（NO3-）的影響；重碳酸根（HCO3-）和天然有機(jī)物（N

3、OM）是實(shí)際水體中抑制 UV/PS體系降解2-MIB和GSM的主要因素。
　　以2-MIB和GSM為目標(biāo)污染物，通過穩(wěn)態(tài)假設(shè)建立了UV/PS高級(jí)氧化體系降解水體中微污染物的動(dòng)力學(xué)模型，并驗(yàn)證了該模型在不同 PS投量、不同 pH值下的可行性；此外，當(dāng)體系內(nèi)含有甲醇、叔丁醇、HCO3?和NOM時(shí)，通過模型計(jì)算得出的2-MIB和GSM降解的擬一級(jí)速率常數(shù)亦與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。兩個(gè)水廠濾池出水被用來驗(yàn)證模型在實(shí)際水體中的可行性。
　　

4、UV/PS體系不能直接產(chǎn)生 HO·，但由于SO4·-與水反應(yīng)可以生成 HO·，因此 UV/PS體系降解2-MIB和土臭素時(shí)，SO4·-和HO·均發(fā)揮著重要作用。當(dāng)體系內(nèi)含有其他有機(jī)物（甲醇或叔丁醇）、HCO3-或 NOM時(shí)，SO4·-和HO·的穩(wěn)態(tài)濃度均隨著這類物質(zhì)濃度的增高迅速降低；由于這類物質(zhì)競(jìng)爭(zhēng) HO·的能力更強(qiáng)，且還可以通過競(jìng)爭(zhēng) SO4·-抑制 HO·的生成，因此 HO·的貢獻(xiàn)在這類物質(zhì)存在時(shí)降低的幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于SO4·-，并最終

5、導(dǎo)致UV/PS體系降解實(shí)際水體中的2-MIB和土臭素時(shí)，SO4·-是降解污染物的主要活性自由基。
　　UV/PS高級(jí)氧化體系對(duì) NOM在氯化過程中生成 DBPs的影響較小，其中含氮消毒副產(chǎn)物（N-DBPs）的生成量在UV/PS體系氧化后有所降低。隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng)，三氯乙醛（CH）和鹵代酮（HKs）在氯化消毒過程中的生成量呈現(xiàn)出先增高后降低的趨勢(shì)，而二氯乙腈（DCAN）和三氯硝基甲烷（TCNM）的生成量則呈現(xiàn)出先降低后增高的趨勢(shì)。

6、含碳消毒副產(chǎn)物（C-DBPs）的生成量隨著 PS投量的增加略有增加，而 N-DBPs的生成量則在一定投量下略有降低。UV/PS體系氧化的pH值和共存NO3-對(duì)DBPs的生成量無(wú)顯著影響。當(dāng)NOM溶液中含有0.5 mg/L氨時(shí)，UV/PS體系氧化預(yù)處理可以顯著抑制后續(xù)氯化過程中 DBPs的生成；而當(dāng)所有自由氯均被轉(zhuǎn)化為氯胺時(shí)，多數(shù) DBPs的生成量在經(jīng)過 UV/PS體系預(yù)處理后有所升高，但三氯乙腈（TCAN）和TCNM的生成量均降低。當(dāng)溶

7、液中含有溴離子時(shí)，氯化過程中氯代DBPs向溴代DBPs的轉(zhuǎn)變幾乎不受UV/PS高級(jí)氧化體系預(yù)處理的影響。
　　高錳酸鉀和臭氧降解2-MIB和GSM的效能較差，UV/PS體系和UV/H2O2體系降解2-MIB和GSM的效能優(yōu)于高錳酸鉀和臭氧，且 UV/PS體系在實(shí)際水體中去除2-MIB和GSM的效能低于UV/H2O2體系。臭氧預(yù)處理可以導(dǎo)致后續(xù)氯化過程中部分 DBPs的生成量顯著增高。UV/H2O2高級(jí)氧化體系導(dǎo)致后續(xù)氯化時(shí)大部分

8、C-DBPs生成量均有所增高，而 N-DBPs的生成量在Suwannee河 NOM體系內(nèi)顯著增高，但在松花江水內(nèi)無(wú)明顯變化。除了CH和TCNM在氯化過程中的生成量經(jīng)過高錳酸鉀預(yù)處理后增幅較明顯外，其它消毒副產(chǎn)物生成量的增幅均較小。經(jīng)過 UV/PS高級(jí)氧化體系預(yù)處理后，氯化過程中 C-DBPs生成量的總體變化趨勢(shì)在四種氧化方式中最小，而 N-DBPs的生成量均有所降低。
　　綜上可知 UV/PS高級(jí)氧化體系不僅可以有效去除水體中的2