給水廠消毒副產物的成因及去除措施
飲用水水質一直是社會關注的焦點, 而液氯消毒已有100 年以上的歷史, 由于其經濟有效,使用方便, 在傳統凈水流程中, 一般采用液氯預氧化和消毒工藝[1] 。然而, 自從發現了氯消毒能產生三鹵甲烷( THMs) 、鹵乙酸( HAAs) 等“三致”化合物以后, 對氯和氯的衍生物消毒所產生的副產物及其危害越來越引起人們的擔憂。控制飲用水中的消毒副產物、積極尋找替代氯的消毒方法和消毒劑, 已成為供水界的首要任務之一。
本文就飲用水中主要消毒副產物的種類及其形成進行了概述, 并且在閱讀文獻的基礎上, 綜合分析了去除消毒副產物的幾種方法。
1消毒副產物的種類及其形成
消毒副產物( DBPs) 是指用消毒劑對飲用水消毒時, 消毒劑與水中含有的天然有機物反應生成的化合物。由于消毒劑的不同, 產生的DBPs種類繁多, 飲用水中已確定的就有數百種, 但總的來說可分為5類: 三鹵甲烷( triha lomethanes,THM s) 、鹵代乙酸( ha loacet ic ac ids, HAA s) 、鹵氧化物、鹵代乙腈(HANs) 、直接致誘變化合物。
影響飲用水DBPs 生成的因素較多, 其中源水中有機前體物的種類和濃度是其生成的決定性因素。DBPs的前體物主要是水體中的腐殖酸、富里酸和其它天然有機物( NOM )。B lack D[2] 等的研究發現, 飲用水中的THMs 濃度與原水中的總有機碳( TOC) 相關, 而腐殖酸是TOC 的主要成分。潘金芳[3] 等對腐殖酸氯化過程中氯仿的生成進行了研究, 提出當氯濃度恒定時, 氯仿的生成速度主要取決于腐殖酸濃度。一般地表水污染嚴重, 污染種類多, 生成的鹵代烴種類和濃度遠遠高于深層污染較輕的地下水。此外, 加氯量、消毒程序、氯接觸時間及源水的pH 值和水溫等均影響DBPs的生成。在加氯范圍內, 加氯量越大、接觸時間越長, DBPs的生成量越多, 飲用水的安全性越差, 多次投加氯也可增加其生成; 同時對原水過濾前加氯所生成的DBPs遠高過濾后加氯所生成的DBPs。
20 世紀70 年代中期, 人們對鹵代有機物的危害就有了比較深刻的認識和研究, 通過對某些癌癥的發病率及其病源學關系的調查分析和大量的動物試驗研究發現, 飲用水中的鹵代烴類化合物是多種癌癥的致癌因子。據美國、日本、加拿大、挪威、芬蘭等國的研究, 在有機鹵代物含量較高的飲水區域, 其胃癌、肝癌、膀胱癌等的發病死亡率明顯增高。另外, 這些消毒副產物除致癌外, 還會引起人們的肝中毒、神經中毒、代謝紊亂等危害。
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