饮用水中三卤甲烷生成及四氯化碳降解影响因素的研究.pdf

F e r ’, c a 2 + w i t hn a t u r a lo r g a l l i em a t t e r s o q O M ) c o u l de n l a r g et h et o t a lc a r c i n o g e n i o i t yr i s ko fc h l o r i n a t e dd r i n k i n gw a t e r , s Oi ti sr e c o m m ( m & dt or e i l l f O l ' c 七t h er e m o v a lo fN O Ma n dF e 3 + , C u 2 + i ns u c haw a t e re n v i r o n m e n t ．( 5 ) D e e h l o r i n a t i o no f C Tb yF e z + - F e O ( O H ) f o l l o w e dp s e u d of i r s to r d e rr e a c t i o n ,t h ed e c h l o r i n a t i n nr a t ei n c r e a s e d 、j v i mt h ea m o u n to fF e 2 + a d d e d ．N ov i s i b l ed e g r a d a t i o nw a sd e t e c t e dw i t h o u tt h ep r e s e n c eo fs o l i dg o e t h i t e ．C u 2 ，A fe x h i b i t e de a t a l y t i ce f f e c t sO i lt h ed e e h i o r i n a t i o no f C Tb yF 矿+ - F o O ( O H ) ；( 6 ) A l k a l ic o n d i t i o n 删f a v o r a b l ef o rc Td ∞h l o r i n a t i o n , a n dn Oo b v i o u sd e c h l o r i n a t i o nw a so b s e r v e do v e rt h ep Hr a n g eo f5 ．5 - 7i nF e 2 + _ F e O ( O H ) s y s t e m ． n ed e c h l o r i n a t i o ne f f i c i e n c yo fC Tb yF e 2 + ．F t g ) ( O H 、c a nb eg r e a t l ye n h a n c e db yC u z + a n dA g + ，a n dt h ep Hp l a y e dam o l es i g n i f i c a n te f f e c to nd e e M o f i n a t i o nr a t e ．C H C l 3w a sd e t e c t e da st h em a j o ri n t e r m e d i a t e , a n di nt h ep r e s e n c eo f A f ，C H C l 3c a l lb er e d u c e da l s o ．T h i sw a sb e n e f i c i a lt or e d u c et h eo v e r a l lt o x i c i t yo fd e g r a d a t i o nl , f o ( 1 u c t s ．I nc o n c l u s i o n , t h er e s e a r c h0 1 1f a c t o r si n f l u e n c i n gT H M sf o r m a t i o nC a nb eu s e dt oc o n t r o lD B P sf o r m a t i o nm o r ee f f e c t i v e l yb a s e do ns p e c i f i ca q u e o u sc o n d i t i o n s ，a n dt oo p t i m i z ed r i n k i n gw a t e rt r e a ( m e n tp r o c e s sw h i l ep r o t e c t i n gd r i n k i n gW l I I 盯s a f e t y ．T h er e s u l t sc a np r o v i d es o m eg u i d e l i n e sf o rd r i n k i n gw a t c ri n d u s t r yt h a ta g ea i m i n gt or e d u l ∞1 1 } l l Ⅵsf o r m a t i o n ．T h er e s e a r c ho nf a c t o r si n f l u e n c i n gC Td e e h l o r i n a t i o n 锄h e l pf o r e c a s tC Td e g r a d a t i o nr a t em o r ea c c u r a t e l yu n d e rs p e c i f i ce n v i r o n m e n ta n dt a k em P ．．a s u r e $ a c c o r d i n g l yt oi n c r e a s eC Tr e d u c t i o nr a t ea n dr e m o v a lr 妣T h ee n h a n c e dr e d u c t i o no fC Ti np r e s e n c eo fC u 2 + a n dA g 十m a yp r o v eu s e f u li nt h ei m p r o v e m e n to f F e o - P e r m i a b l eR e a c t i o nB a r r i e r sr e m e d i a t i o nt e c l m o l o g y ．K t yW o r d s ：T 曲a l o m m h a n e s ，C a r b o nT e 眦h l o r i d e ，D i s i n f e c t i o nb 呷袖c b ，D d a l o r i a a t i o n ,D r i n k i n g W a t e r , H e a v y M e t a l I o n s ，B r o m i n e A n i o n s ．I V学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。

学位做储魏粥 凹啼2 月≥日uI经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书指导教师签名：年月日学位论文作者签名：劲1 ¨月同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担学位论文作者签名：年月日第一章绪论1 ．1 研究背景第一章绪论1 ．1 ．1 饮用水氯化消毒工艺的广泛应用和潜在的问题消毒是城市供水处理工艺中的一个重要组成部分自从1 9 世纪末饮用水第一次使用氯化消毒以来，氯化消毒在灭活微生物、保障人体健康安全保障等方面起到了重要作用氯消毒在给水处理中的广泛应用，成为2 0 世纪保护人体健康的重要技术进步之一氯消毒具有杀菌能力强、使用方便、处理成本低、在水中存在形式比较稳定、具有持续杀菌力、运行管理方便、有成熟使用经验和工艺等优点，是各国长期以来普遍采用的饮用水消毒方法，美国的一项调查显示，服务人口1 0 ，0 0 0 以上的大、中型水厂中，氯或次氧酸盐是首选消毒剂，约有9 4 ．5 ％的自来水厂采用氯消毒【J 】。

据估计我国9 9 ．5 ％以上自来水厂采用氯消毒然而自从1 9 7 4 年R o o k l 2 ] 在美国N e wO r l e a n 水厂的出水中检出了三氯甲烷以来，人们对氯化消毒所导致的消毒副产物( D B P s ) 对人体健康造成的危害问题给予了越来越多的关注．目前人们在饮用水中已检测出了7 5 6 种对人体有害的物质，其中致癌物质2 0 种，疑为致癌物质2 3 种，致突变物有5 6 种[ 3 , 4 4 滑毒副产物中最常见的主要是三卤甲烷和卤乙酸美国有机物监测中心的研究显示，三卤甲烷( T H M s ) 是到目前为止水中分布最广的合成有机物，人体吸入和摄入后会引起肝或肾的伤害【6 ’7 】由于人们对这些消毒副产物越来越关注，不仅促进了各国对其研究的发展，同时也促使各国对饮用水工艺的规定日趋严格1 9 7 9 年美国环保局首次在安全饮用水法”中提出1 0 0 t t g ／L 的三卤甲烷标准，随后在1 9 9 4 年7 月正式提出的“消毒剂与消毒副产物法( D ／D B P 法) ”中规定了第一阶段和第二阶段消毒副产物在饮用水中的最大污染水平隅, 9 1 欧盟成员国也对氯消毒副产物制定了一项或多项D B P 标准。

我国新颁布的饮用水标准( G B 5 7 4 9 ．2 0 0 6 ) t 1 0 l 中将三氯甲烷和四氯化碳列入毒理学指标试行标准中，规定其浓度分别不超过6 0 t t g ／L 和3 p , g ／L 第一章绪论要降低氯化消毒副产物( D B P s ) 的形成，提高饮用水的质量，必须研究饮用水处理系统和供水系统中天然有机物的氯化反应过程以及影响该过程的因素关于影响D B P s 形成的主要因素目前研究较多的有天然有机物( N O M ) 的性质、加氯量、温度、p H 值、N H 4 + 、B f 、含氮有机物等【J ‘1 6 1 ，而对金属阳离子和供水管网中金属氧化物、氢氧化物等研究的较少当前，随着人类社会城市化、工业化进程的不断加快，酸雨频繁出现，各种矿的开采冶炼，有色金属的熔炼，化工生产、造纸业、烧碱业、煤的燃烧等，均可因废水、废渣的排放造成环境背景值中金属离子浓度的升高，水体中常见的金属有F e 、C u 、Z n 、M n 、N i 、P b 、Z n 、c r 、H g 等由于金属离子能与N O M及水分子以多种方式发生相互作用，必然会对N O M 的氯化反应过程产生某些影响，如E r n e s t 研究发现，c u 2 + 对腐殖酸中的柠檬酸结构单元的氯化生成C H C l 3的反应有一定的催化作用【I 刀。

另外，一般城市供水系统的管道服务年限可长达几十年，管道腐蚀是常见现象；管道内的沉积物主要由二价铁( 9 ．3 ％- - 1 5 ．6 ％)和三价铁( 8 0 ．1o ／一9 0 ．7 ％) 的氧化及羟基氧化物组成【“J ；有研究发现，管道沉积物是供水系统中消耗余氯的一重要因素，而且对T H M s 和H A A s 的形成也具有一定影响【1 9 1 2 1 1 因此要开展此。