饮用水中消毒副产物去除技术的研究进展
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些 天 然有 机物 、 环 境有 机 污染 物 以及 溴 或碘 化 物
术、 强化混凝 以及膜工艺等。 第二种途径主要是改
变 传统 的以加 氯为 主 的消毒 方式 , 改 为 使用臭 氧 消
发生加成、 取代等化学反应 , 从而产生消毒副产物 ( D B P s ) 。自 1 9 7 4年 R o o k 首次从氯化消毒后 的饮 用水中检测 出三氯 甲烷 ( T H M s )以来 ,对饮用水 中消毒副产物的研究已成为水处理界重点课题。 大 量的研究表 明, 消毒副产物对人体有致畸 、 致癌和
致 突 变 等不 利 影 响口 4 。随 着研 究 的深 入 ,越 来 越
毒、 紫外消毒等新兴的消毒方式 , 从而减少传统的
氯代 消 毒 副 产 物 的生 成 。 由于这 两 种 途径 方 便 易
行 ,且成本相对低廉 ,因此受到很多学者的关注 , 对它们 的研究也较多 。然而 ,无论是采用深度
制饮用水 中的消毒副产物的生成。
目前 针对 消毒 副 产 物 的控 制 途 径 主要 分 为 三
和胞外聚合 物 ( E P S ) 等生成喁 ,而使用臭氧作为
消毒剂则会生成大量的溴酸盐 。这些物质对人体 健康同样有着较大风险。 本文主要针对控制消毒副产物生成的第三种 途径 , 即通过物理化学生物等手段直接去除已生成
一
有些消毒副产物单纯用零价铁处理 , 反应速率 会 比较慢 ; 而有些反应的中间产物则很难与零价铁 发生进一步反应 , 导致脱氯不完全, 无法达到完全
去除 消毒 副产 物 的 目的 。通 过对 零价 铁进 行 改性 ,
氯二 溴 乙酸( C D B A A) 和 一溴 二氯 乙酸( B D C A A)
1 . 1 单质铁 还 原 铁 化学 性质 活泼 , 来 源 丰 富 ,价格低 廉 。且 零 价 铁具 有一 定 的 比表 面积 , 电负 性很 大 , 电极 电位
首先主要发生 B 还原消除 ,生成顺式一 二氯乙烯和 反式一 二氯乙烯的中间产物 ,然后再进一步还原脱 氯。 M a t h e s o n 等” ’ 考察了氯代甲烷系列在零价铁体 系中的还原降解 , 认为四氯化碳脱氯 的主要机理是
S O U T H W E S T W A T E R & W A S T E W A T E R
西
南
给
排
水
饮用水中消毒副产物去除技术的研究进展珠
查晓松 ,马鲁铭 ,刘 燕 ( 1 . 复旦 大学环境科 学与工程 系,上海 市 2 0 0 4 3 3 ; 2 .同济大学污染控 制与 资源化研 究国 家重点 实验 室,上海 市 2 0 0 0 9 2 )
摘
要 饮用水消毒过程 中生成的消毒副产物对人体健康产生不利影响 , 为了保证人类饮水安
全 ,必须控制饮 用水 中的消毒副产物的生成。本文介绍 了饮 用水中消毒副产物去除技术的最新研 究成果 ,并展望 了未来的发展 方向。针 对已生成的消毒副产物 ,目前常用的去除方法包括还原脱
卤、 高级 氧化 、生物 降 解 、活性 炭吸 附 、吹脱 等 。 关键 词 消毒 副产物 去 除技 术 还 原脱 卤 高级 氧化 生物 降 解
利 用零 价 铁 、 锌 等还 原剂研 究 了 l , 1 ,2 , 2 , 一 四氯 乙烷
保障饮用水安全提供一定的参考 。
1 还 原脱 卤
( T e C A) 的还原脱氯反应 , 证明零价金属可以与水
溶液中的 T e C A 有效 地 发生 氧化 还原 反应 ,T e C A
还原脱卤是指在还原剂 的作用 , 将卤代消毒副 产物 ( 三卤甲烷 、卤乙酸等 ) 转变为不含卤素离子 的有机物和卤素离子 , 从而达到消除消毒副产物的 效果。目前常用的还原剂有单质铁 、金属合金等 。
饮用 水 的消毒 始 于 2 0世 纪初 , 其 目的在 于杀
加强化处理或者深度处 理工艺来加强对消毒副产 物的前体物的去除效果 , 进而减少消毒过程中消毒
副产物 的 生成 。 目前 使 用较 多 的主要 有 生物处 理技
灭水 中的微生物类病原体 以防止传染病 的传播 和 流行 。 但是 , 在消毒过程中 , 消毒剂会与原水 中的
处理 工艺 还是 改变 消毒 剂类 型 , 虽 然减 少 了传统 消
多 的新兴的但是对人体健康危害更大的消毒副产
物 被 发现 。因此 ,要保证 人 类饮 水安 全 , 就 必须 控
毒副产物 的生成 , 但是也会不可避免的引入新的物
质, 如生 物处 理过 程 中会有 溶解 性代 谢 产物 ( S MP)
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S O U T H W E S T W A T E R & W A S T E W A T E R
西 南
给
排
水
的消毒副产物 , 综述了国内外学者对该领域的研究
成果 ,希望 能为控 制饮 用水 中消毒 副产 物 的生成 ,
和部分 c 3 一 c 6的有机物 ( 2 0 %) 。W. A . A m o l d等”
种: ①去除消毒副产物的前体物; ②改变与改进消
毒剂 的使用 ;③对已生成 的消毒副产物进行去除。
第 一种 途径 主要 是在 原有 水处 理工 艺 的基 础上 , 增
★ 基金 项 目: 国家 自然科 学基金 ( No . 5 1 0 7 8 0 9 1 ) ;“ 十-  ̄ -z - E” 国家科技 支撑 计 划资 助项 目 ( No . 2 0 1 3 B A C 0 1 B 0 1 )
逐 级氢 解 原理 , 三 氯 甲烷 和二 氯 甲烷 是 主要 的反 应 产物。 1 . 2 合金 还 原
E  ̄ ( F e 2 / F e ) 一0 . 4 4 V, 具有较强的还原能力,可将一 些化合物或者有机物还原 。H o z M s k i 等 叫 研究了 4 种 卤乙酸一三氯乙酸 ( T C A A) , 三溴乙酸 ( T B A A) ,