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35400字硕士毕业论文福建水厂原水氯化净化消毒衍生物的生产特性研究

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:35400字
论点:消毒,有机物,氯化
论文概述:

以福州市自来水西厂、东厂和东南厂原水为研究对象,探讨不同水厂原水氯化消毒主要副产物生成势的月变化特征;并选取东厂、东南厂为代表,采用XAD树脂对原水中作为氯化消毒副产物前体物

论文正文:

简介

0.1研究背景
随着社会经济的快速发展,我国海水环境水质净化水平变得越来越重要,尤其是地表水接收的有机物种类繁多,数量不断增加,因此水源水质必须安全。自来水厂原水中的各种有机物,作为bIT的主要物质,会导致氯化消毒副产物的增加。它们在水处理过程中的物理、化学和生化作用不同,产生的二溴代二苯的种类和含量也不同。然而,传统的水处理工艺不能有效地去除它们(1)。二溴苯酚(DBPs)是指天然有机物(Natural Organic Matter,NOM)和原水中含氯消毒剂产生的对人体有害的产品。到目前为止,[已经发明了700多种二溴代二苯。连贯的研究结果证明,多种DBPs具有致癌性、遗传毒性和渐进性作用,一些副产物也具有内分泌干扰作用。
自从贝拉等人于1974年发现三卤甲烷(THMs)以来,DBPs的研究已经成为国内外学者的一个重要课题。目前,国内外对二溴二苯醚的研究主要集中在:水处理工艺和供水管网中各种二溴二苯醚的浓度分布和变化规律;二溴二苯醚前体[4,5]的特性和控制;DBPs毒理学与饮用水生物稳定性研究:DBPs生成模型研究等领域。福建省的主要水源基本上是河流、湖泊和水库等地表水。由于对工业废水、农业面源污染和生活污水等各种污染物的接受,原水受到各种复杂有机物、氮磷营养物、藻类及其代谢物的污染。在氯化消毒控制微生物污染的过程中,由于水中余氯和这些污染物的氧化等复杂过程,形成了DBPs等化学污染。它对饮用水的健康构成潜在威胁。鉴于省会城市福州自来水厂的净水工艺也以传统的氯化消毒为主,但对消毒副产物的研究还很少。因此,对福州市典型自来水——二氧化氯的生成特征进行系统研究具有重要意义。

0.2氯化消毒副产物的类型及危害
氯化消毒自1908年问世以来,在控制水质疾病方面发挥了重要作用。然而,随着消毒过程中产生的各种DBPs毒性的检测和确认,相应的替代消毒剂和消毒方法越来越多。目前,虽然有几种替代消毒剂,如二氧化氯、氯胺、臭氧消毒等。,DBPs有很多种类型,它们的类型和产量因消毒剂的不同而不同。随着消毒剂和消毒方法的发展、检测技术的提高和检测仪器设备的更新,检测到的二溴代二苯的种类也越来越多。迄今为止检测到的主要DBPs类型包括THMs、HAAs、HANs、卤素醋酸盐等。从1996年到1998年,Lee KJ等人对韩国35个水厂的416份饮用水样品中的溴化镉进行了检测。结果表明,四氢大麻酚和卤乙酸的总和占[6>9]全部溴化二苯醚的80%以上。近年来,相继发现了其他副产物,如3-氯-4-二氯甲基-5-基-2(5)氧呋喃酮MX。然而,水中的有机氮化合物会在氯化过程中产生含氮消毒副产物,这是毒性最大、分布最广的。主要代表是商用乙腈(HANs)、齿甲基溴(HNMs)和二甲基亚胺(包括NDMA)。后两者已被证明具有很强的致癌性[1G3]。这些副产品的产生和清除已成为国际研究的焦点,但它们大多集中在汉斯的清除上,而NDMA和有害有毒物质的预防和控制相对较少。在中国,没有关于有害有毒物质的相关报告。
溴化镉是由水中的天然有机物氧化和取代氯而产生的。腐殖酸和黄腐酸是水中最常见的有机物。腐植酸的基本结构单元类似于间苯二甲酸。Rook等人研究了氯与含有间苯二甲酸的有机物的反应。他们认为氯是通过攻击两个轻基团之间的2个碳原子而形成的,导致苯环打开和碳链断裂形成溴化二苯醚(DBPs),如THMs和HAAs。水中有机物的结构、水温、酸碱度和氯的用量都不同程度地影响二溴代二苯的形成。王立华·[1]和其他研究表明疏水性有机物是哈斯的主要前体。3118[12]和其他研究对原水中的有机物进行了分类,发现疏水性有机物的THMs和HAAs生成潜力大于亲水性有机物。王小华等人研究了中国北方城市供水网络中有害气体的变化。结果表明,温度、余氯和UV254与生成的哈斯量成正比,而氦和氮的浓度与生成的哈斯量成反比,[11]。
人体可以通过摄入、呼吸和皮肤接触接触DBPs。由于大多数二溴代二苯被证明对人类具有致癌性,各国政府对其在饮用水中的含量制定了越来越严格的标准。美国环保局于1994年提出了一项新的适用于所有供水系统的消毒/消毒副产品条例(D/DBPs法),该条例对几种主要DBPs的最高允许浓度作出了新的规定。我国最早的饮用水标准仅将三氯甲烷纳入毒理学指标。卫生部自2001年9月起实施的《饮用水水质标准》增加了市售醋酸消毒副产物的限值。2005年,中国新颁布的城市供水标准规定,四氢大麻酚的最大允许浓度应小于1微克/升,卤乙酸应小于60微克/升,三氯乙烯应小于世界卫生组织(世卫组织)和各国相关部门设定的饮用水二溴二苯醚标准限值,如下表所示。

[目录/br/]第二章..............................25
2.1福州自来水厂氯化消毒副产物形成特征研究..............................25
2.2原水有机物分类和组分分布..............................34
2.3三卤甲烷形成潜力和..............................36
第三章氯化消毒副产物三氯..............................41
3.1福州自来水厂三氯乙醛和三氯甲烷的关系及其月变化趋势..............................42
3.2三氯乙醛生成和余氯之间的关系..............................43
3.3影响三氯乙醛副产物形成的因素..............................45
第四章防治措施..............................工艺和氯化消毒副产物......49
4.1福州市饮用水水质概况..............................49
4.2..............................51
..............................

结论
以福州市西、东、东南水厂原水为例,探讨了不同水厂氯化消毒主要副产物的月变化特征。以东厂和董楠厂为代表,利用XAD树脂对原水有机物进行分类,作为氯化消毒副产物的前驱体,并进一步探讨了各种有机成分主要氯化消毒副产物的生成潜力和分布特征。本课题还针对福州水厂常规工艺中检测到的高浓度三氯乙醛和多次超标现象。以西昌市为代表,在每月测量原水氯化消毒副产物三氯乙酸浓度变化的基础上,分析了实验室模拟条件下的酸碱度、水温、氯用量等影响因素。最后,在上述基础研究数据和结论的支持下,提出了福州市自来水厂氯化消毒副产物防治的改进措施和技术方法。

参考
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