氯胺消毒特性及其副產(chǎn)物的生成研究.pdf

1、飲用水的安全供給受到越來越多的重視，本文首先進行了氯胺形態(tài)以及一氯胺自降解特性及其動力學(xué)研究；然后結(jié)合上海黃浦江水源氨氮濃度高、有機物成分復(fù)雜的特點，研究折點加氯過程中消毒副產(chǎn)物的生成特性和規(guī)律，以及在將有機物分級和分類的基礎(chǔ)上，研究氯胺消毒(化合性氯消毒)對不同類別有機物生成消毒副產(chǎn)物的控制效果；最后考察了氯化苯酚生成2-一氯酚(2-MCP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)及2,4，6-三氯酚(2,4,6-TCP)的規(guī)律，并進行了影

2、響因素和動力學(xué)分析。這一系列研究為飲用水的安全消毒提供了一定的理論支撐。 研究發(fā)現(xiàn)，試驗所得理論氯化曲線，Cl/N比值(質(zhì)量比)為5∶1左右時出現(xiàn)余氯峰值，在Cl/N比值約8∶1處出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點。當采用氯胺作為消毒劑時，Cl/N值控制為3∶1～4∶1較宜，并且氯胺形態(tài)主要以一氯胺(NH<,2>Cl)為主。NH<,2>Cl的自降解反應(yīng)符合二級反應(yīng)動力學(xué)關(guān)系，Cl/N比值對NH<,2>Cl自降解的速度影響最大，其次為溶液pH值，論文建立

3、了NH<,2>Cl自降解的動力學(xué)模型。 氯化消毒副產(chǎn)物的生成特性研究結(jié)果表明，采用氯胺消毒能較有效地減少消毒副產(chǎn)物的生成，但對于不同類別的有機物，其控制效果不盡相同。當有機物按親疏水特性來分時，對于親水性和強疏水性有機物，氯胺消毒主要控制溴代三鹵甲烷(CHCl<,2>Br和CHClBr<,2>)的生成；對于弱疏水性有機物，氯胺消毒主要控制二溴乙酸(DBAA)和CHCl<,3>的生成。當有機物按不同分子量來分級時，氯胺消毒能使分子

4、量<10KDa的有機物生成THMs和HAAs的量明顯減少；隨著有機物分子量的升高，氯胺消毒的控制效果有一定程度的減弱。此外，折點加氯試驗研究發(fā)現(xiàn)，由氯胺消毒轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂陕认?折點加氯消毒)時，總?cè)u甲烷(TTHM)和總鹵乙酸(THAA)的生成量會大幅度的增加。 氯化苯酚的反應(yīng)是個典型并復(fù)雜的復(fù)合反應(yīng)，其動力學(xué)特征為，苯酚濃度隨時間而降低，2,4,6-TCP的濃度總是隨時間而增大，而2-MCP和2,4-DCP的濃度隨時間先增大，到

5、一極值點后降低。該復(fù)合反應(yīng)屬于酚類電子取代反應(yīng)，反應(yīng)速率與親電子試劑的陽電性以及芳香烴的形式有關(guān)，堿性水環(huán)境中氯取代苯酚和2-一氯酚的速率要快于在弱酸性水環(huán)境；隨著pH的升高，2,4-DCP和2，4，6-TCP的生成濃度也不斷增加。本底有機物的存在稍微減小了苯酚的氯化速度，2-MCP和2,4-DCP的生成量隨UV<,254>的增大而稍微增大，但2,4，6-TCP的生成濃度降低。Br<'->濃度的升高增大了2,4-DCP的生成濃度，但減少