探讨饮用水微污染水源水处理过程中消毒副产物及病毒类微生物变化特性

论文导读：囊藻的THAAs生成浓度随之升高；淀粉的THAAs生成浓度随之降低。而溴碘离子的投加能够极大地增大各类生物源有机前体物的THMs生成反应活性,溴碘离子投加后生成的TTHMs浓度显著高于未投加时。溴碘离子的投加对生成的HAAs种类和浓度变化无显著影响。在溴离子对NDMA生成的影响试验中发现,溴离子可反应消耗掉一定剂量的臭氧,导致各类
摘要：探讨中采取铜绿微囊藻、铜绿微囊藻EPS、牛白蛋白、腐殖酸、DNA、鱼油和淀粉代表和模拟生物源有机前体物藻、藻EPS、蛋白质、腐殖酸、DNA、脂肪和多糖,通过调节臭氧浓度及溴碘离子浓度考察其消毒副产物生成特性。试验发现不同的生物源模拟化合物在消毒历程中体现出不同的DBPs生成特性。针对THMs而言,随着臭氧投加浓度的升高,铜绿微囊藻EPS和淀粉的TTHMs生成浓度变化不显著；DNA的TTHMs生成浓度随之升高；铜绿微囊藻、牛白蛋白、腐殖酸和鱼油的TTHMs生成浓度随之降低。针对HAAs而言,随着臭氧投加浓度的升高,铜绿微囊藻EPS、鱼油和牛白蛋白的THAAs生成浓度变化不显著；DNA、腐殖酸和铜绿微囊藻的THAAs生成浓度随之升高；淀粉的THAAs生成浓度随之降低。而溴碘离子的投加能够极大地增大各类生物源有机前体物的THMs生成反应活性,溴碘离子投加后生成的TTHMs浓度显著高于未投加时。溴碘离子的投加对生成的HAAs种类和浓度变化无显著影响。在溴离子对NDMA生成的影响试验中发现,溴离子可反应消耗掉一定剂量的臭氧,导致各类生物源有机物的NDMA生成浓度随溴离子投加浓度升高而降低。比较各种生物源前体物模拟化合物的DBPs生成特性表明,铜绿微囊藻及其EPS和腐殖酸普遍具有较其它生物源模拟化合物更高的DBPs前体物浓度,在经消毒反应以及溴碘离子投加后能够产生较其它生物源模拟化合物相对更高的DBPs浓度。不同微污染原水处理历程中DBPs生成特性变化试验通过在三种微污染原水处理历程中取样进行臭氧/氯化反应后测定消毒副产物。探讨表明,不同微污染原水中均检测到了诸如多糖、腐殖酸、DNA等的生物源物质成分,以及在部分原水中检出了叶绿素a,表明不同微污染原水中微生物及藻类物质的有着,通过与上一章生物源物质的DBPs生成特性比较可知,不同微污染原水中检出的DBPs生成势种类与各种生物源物质的DBPs生成特性相符。臭氧/氯化消毒的THMs生成势浓度显著低于相对应的直接氯化消毒的THMs生成势浓度,由此认为臭氧反应能够有效氧化去除水体中的THMs前体物,降低水体中的THMs生成势浓度。而与此相反的是,臭氧/氯化消毒的HAAs生成势浓度高于相对应的直接氯化消毒的HAAs生成势浓度,表明臭氧对水体中污染物质氧化后的产物,较氧化之前能更为行之有效地与氯反应生成HAAs,臭氧的投加提升了水体中HAAs生成势浓度。混凝沉淀较其它工艺而言能够相对更有效地去除水体中的蛋白质、多糖、腐殖酸和DNA等各类生物源有机前体物,以而达到有效降低THMs和HAAs生成势的目的。但是生物工艺的运用导致了THMs和HAAs生成势浓度的升高,浅析发现经过生物工艺处理后水体中蛋白质、多糖、腐殖酸和DNA等生物源有机物浓度增大,究其理由认为可能源于生物处理工艺中细菌等微生物分泌及胞内物质外泄所导致的P和EPS。由此可推断生物处理工艺单元中细菌等微生物的有着可能导致水体中P和EPS含量的升高,而这些生物源有机物成分是THMs和HAAs重要的前体物,由此生物工艺中微生物分泌及胞内物质外泄所导致的P和EPS将可能影响后续消毒历程中DBPs的生成特性,也由此在生物单元的出水中呈现出更高的THMs和HAAs生成势浓度。连续流中试试验通过建立一套中试工艺系统进行。尽管采取生物预处理后联接PACS混凝沉淀工艺的流程B中体现出对DBPs前体物替代参数较好的去除性能,但是对于含有高有机物浓度的微污染原水而言,该工艺还是稍显落后,尚不能使出水达到国家饮用水标准。而流程A采取的生物预处理、预臭氧、主臭氧以及活性炭工艺显著提升了系统对微污染源水中有机物的去除性能。探讨表明适当的预臭氧浓度能够强化后续的混凝历程对有机物的去除,适当的主臭氧浓度能够推动后续的活性炭滤池对有机物的吸附去除。当流程A中预臭氧浓度为0.5mg/L,主臭氧浓度为2.5mg/L,混凝剂PACS投加剂量为8.9mg/L(以A1203计)时,流程A对微污染原水中COD的去除量能够始终维持在5.0mg/L左右,性能显著高于流程B。由此可推断原水-生物预处理-预臭氧-混凝沉淀-砂滤-主臭氧-活性炭滤池-消毒-出水的工艺流程可有效去除微污染原水中以有机物为表征的DBPs前体物成分,有助于系统对DBPs的制约性能。探讨还发现溴碘离子的有着不利论文导读：连续流中试系统中,当臭氧和氯的投加浓度分别为0.5mg/L和1.0mg/L时,即可高效地去除天然水体中的细菌及病毒类微生物,可较好地保证饮用水的微生物安全性。在中国南方某市的三个生产性水厂中调查探讨了不同的水厂工艺历程中DBPs和病毒类微生物的变化特性。探讨发现在采取常规混凝沉淀工艺、深度两级生物处理工艺以及深度臭氧活性
于臭氧对病毒微生物的灭活性能,理由在于溴碘离子能与臭氧发生反应,消耗一定剂量的臭氧,相对降低参与病毒灭活的臭氧剂量,以而降低臭氧对病毒微生物的灭活性能。然而溴碘离子的有着可提升氯对病毒的灭活性能,理由在于其可以同氯反应产生较HC10而言更强的卤化剂,增强了对病毒微生物的灭活性能。在连续流中试系统中,当臭氧和氯的投加浓度分别为0.5mg/L和1.0mg/L时,即可高效地去除天然水体中的细菌及病毒类微生物,可较好地保证饮用水的微生物安全性。在中国南方某市的三个生产性水厂中调查探讨了不同的水厂工艺历程中DBPs和病毒类微生物的变化特性。探讨发现在采取常规混凝沉淀工艺、深度两级生物处理工艺以及深度臭氧活性炭工艺的三个水厂的工艺历程中均未能检测到NDMA。CHCl3广泛地有着于A、B两厂的原水中,C厂的原水中未检出任何THMs的有着,在C厂原水中检出的MS2和Phix174噬菌体效价也低于A、B两厂原水,表明C厂的原水所受污染程度较A、B两厂的原水而言更轻。C厂历程中检出TTHMs浓度范围0-7.22pμL；B厂历程中检出TTHMs浓度范围0-24.53μg/L；A厂历程中检出TTHMs浓度范围20.54-48.04μg/L。三个水厂的处理历程中THAAs浓度水平差别不大。三个水厂所采取的不同工艺对包括溴碘代DBPs在内的各类DBPs的制约均不够理想。混凝沉淀工艺对作为DBPs前体物替代参数的UV254和TOC,蛋白质、腐殖酸、DNA和多糖等生物源物质的去除效果相对不够理想,但在MS2和Phix174噬菌体的去除中却体现出了良好的性能。A厂混凝沉淀段对UV254和TOC的去除率分别为22.05%和64.57%,对蛋白质、腐殖酸、DNA和多糖的去除率分别为41.01%、0%、10.45%和98.80%,对MS2和Phix174噬菌体的去除率分别为99.91%和99.86%；B厂混凝沉淀段对UV254和TOC的去除率分别为17.64%和11.89%,对蛋白质、腐殖酸、DNA和多糖的去除率分别为0%、56.31%、13.07%和0%,对MS2和Phix174噬菌体的去除率分别为99.95%和99.94%；C厂混凝沉淀段对UV254和TOC的去除率分别为59.79%和21.32%,对蛋白质、腐殖酸、DNA和多糖的去除率分别为0%、48.08%、2.19%和4.91%,对MS2和Phix174噬菌体的去除率分别为99.33%和99.57%。值得注意的是,在采取了两级生物处理工艺的B水厂中,在生物预处理出水的红外图谱中发现在2956cm-1的位置上出现了一个新的有机物官能团吸收峰,浅析认为可能源于生物预处理中细菌等微生物分泌及胞内物质外泄所导致的P和EPS。而在之前章节的探讨中已经表明水体中有着的各种生物源有机物成分是重要的DBPs前体物,由此生物处理中细菌、藻类等微生物分泌及胞内物质外泄所导致的生物源物质成分对DBPs生成的影响值得重视。关键词：饮用水论文微污染原水论文消毒副产物论文病毒类微生物论文变化特性论文
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摘要7-10
Abstract10-13
缩写词中英文对照表13-15
第1章 引言15-50

1.1 概述15-18

1.1 饮用水消毒15

1.2 微污染水源水质近况15-17

1.3 微污染原水对饮用水处理的影响17-18

1.2 消毒副产物的形成及处理历程18-36

1.2.1 消毒副产物的形成及危害18-19

1.2.2 饮用水氯化消毒预处理19-24

1.2.3 饮用水氯化消毒副产物处理24-28

1.2.4 含氮消毒副产物NDMA前体物探讨及处理28-33

1.2.5 含氮消毒副产物NDMA深度处理33-36

1.3 病毒类微生物的健康风险及消毒工艺36-46

1.3.1 病毒类微生物的危害36-37

1.3.2 病毒类微生物指标的运用近况37-40

1.3.3 消毒工艺对病毒类微生物的去除及灭活40-46

1.4 课题探讨目标与作用、探讨内容及探讨路线46-50

1.4.1 探讨目标与作用46-47

1.4.2 探讨内容47-48

1论文导读：Ps生成势变化106-1084.2微污染原水乙处理历程中DBPs生成特性变化108-1134.2.1微污染原水乙处理历程中水质变化情况108-1094.2.2微污染原水乙处理历程中氯化消毒DBPs生成势变化109-1114.2.3微污染原水乙处理历程中臭氧/氯化消毒DBPs生成势变化111-1134.3微污染原水丙处理历程中DBPs生成特性变化113-1174.3.1微污染原水丙
.

4.3 探讨路线48-50

第2章 试验材料与策略50-69

2.1 生物源有机前体物模拟化合物臭氧氯化消毒DBPs生成特性试验50-51

2.

1.1 模拟生物源有机前体物配制策略50

2.

1.2 铜绿微囊藻培养及EPS提取策略50-51

2.

1.3 模拟生物源前体物消毒副产物生成特性试验51

2.2 生物预处理串联两级臭氧活性炭连续流中试试验51-57

2.1 连续流中试工艺流程及参数设计51-54

2.2 连续流中试系统工艺参数优化试验54-56

2.3 连续流中试系统对微污染原水中微生物的处理试验56-57

2.3 不同生产性水厂工艺历程中DBPs和病毒类微生物的变化特性试验57-61

2.3.1 水厂运转工艺57-60

2.3.2 消毒副产物及其生成势定量浅析试验60-61

2.3.3 水厂工艺历程中病毒类微生物变化试验61

2.4 DBPs的定量浅析策略61-65

2.4.1 THMs和HAAs样品浅析预处理61-62

2.4.2 GC/ECD浅析测试条件62-65

2.4.4 HPLC浅析测试条件65

2.5 水质指标及检测浅析策略65-66

2.5.1 溴碘元素含量测定65

2.5.2 其它指标及浅析测定策略65-66

2.6 细菌及病毒类微生物指标检测策略66-69

2.6.1 细菌类微生物指标检测策略66-67

2.6.2 病毒类微生物指标检测策略67-69

第3章 生物源模拟有机前体物的DBPs生成特性69-103

3.1 铜绿微囊藻细胞臭氧/氯化消毒DBPs生成特性69-73

3.

1.1 臭氧浓度对铜绿微囊藻细胞DBPs生成特性的影响69-70

3.

1.2 溴碘离子对铜绿微囊藻细胞DBPs生成特性的影响70-73

3.2 铜绿微囊藻细胞EPS臭氧/氯化消毒DBPs生成特性73-77
3.

2.1 臭氧浓度对铜绿微囊藻细胞EPS的DBPs生成特性的影响73-75

3.

2.2 溴碘离子对铜绿微囊藻细胞EPS的DBPs生成特性的影响75-77

3.3 牛白蛋白模拟化合物臭氧/氯化消毒DBPs生成特性77-82

3.1 臭氧浓度对牛白蛋白模拟化合物DBPs生成特性的影响77-79

3.2 溴碘离子对牛白蛋白模拟化合物DBPs生成特性的影响79-82

3.4 淀粉模拟化合物臭氧/氯化消毒DBPs生成特性82-85

3.4.1 臭氧浓度对淀粉模拟化合物DBPs生成特性的影响82-83

3.4.2 溴碘离子对淀粉模拟化合物DBPs生成特性的影响83-85

3.5 腐殖酸模拟化合物臭氧/氯化消毒DBPs生成特性85-89

3.5.1 臭氧浓度对腐殖酸模拟化合物DBPs生成特性的影响85-87

3.5.2 溴碘离子对腐殖酸模拟化合物DBPs生成特性的影响87-89

3.6 DNA模拟化合物臭氧/氯化消毒DBPs生成特性89-93

3.6.1 臭氧浓度对DNA模拟化合物DBPs生成特性的影响89-91

3.6.2 溴碘离子对DNA模拟化合物DBPs生成特性的影响91-93

3.7 鱼油模拟化合物臭氧/氯化消毒DBPs生成特性93-97

3.7.1 臭氧浓度对鱼油模拟化合物DBPs生成特性的影响93-94

3.7.2 溴碘离子对鱼油模拟化合物DBPs生成特性的影响94-97

3.8 生物源模拟化合物DBPs生成特性比较97-101

3.8.1 各种生物源模拟有机前体物DBPs生成特性比较97-98

3.8.2 溴碘离子对各种生物源模拟有机前体物DBPs生成特性的影响比较98-101

3.9 本章小结101-103

第4章 不同微污染水源水处理历程中DBPs生成特性变化103-120

4.1 微污染原水甲处理历程中DBPs生成特性变化103-108

4.

1.1 微污染原水甲处理历程中水质变化情况103-104

4.

1.2 微污染原水甲处理历程中氯化消毒DBPs生成势变化104-106

4.

1.3 微污染原水甲处理历程中臭氧/氯化消毒DBPs生成势变化106-108

4.2 微污染原水乙处理历程中DBPs生成特性变化108-113
4.

2.1 微污染原水乙处理历程中水质变化情况108-109

4.

2.2 微污染原水乙处理历程中氯化消毒DBPs生成势变化109-111

4.

2.3 微污染原水乙处理历程中臭氧/氯化消毒DBPs生成势变化111-113

4.3 微污染原水丙处理历程中DBPs生成特性变化113-117
4.3.1 微污染原水丙论文导读：子对灭活水中病毒类微生物的影响138-1405.5连续流中试系统对天然水体中微生物的去除性能140-1425.5.1中试系统对天然水体中细菌类微生物的去除性能140-1415.5.2中试系统对天然水体中病毒类微生物的去除性能141-1425.6本章小结142-145第6章不同生产性水厂工艺处理历程中DBPs和病毒微生物变化特性探讨145-163

6.1不同生产

处理历程中水质变化情况113
4.

3.2 微污染原水丙处理历程中氯化消毒DBPs生成势变化113-115

4.

3.3 微污染原水丙处理历程中臭氧/氯化消毒DBPs生成势变化115-117

4.4 不同微污染原水处理历程中DBPs生成特性比较117-118

4.5 本章小结118-120

第5章 生物预处理串联两级臭氧活性炭连续流中试试验120-145

5.1 试验水源水质情况120-122

5.2 连续流中试系统工艺优化122-132

5.

2.1 连续流中试系统混凝工艺优化122-126

5.

2.2 连续流中试系统预臭氧工艺优化126-129

5.

2.3 连续流中试系统主臭氧工艺优化129-132

5.3 不同消毒工艺灭活病毒类微生物性能132-135
5.

3.1 氯化消毒灭活病毒性能132-133

5.

3.2 臭氧消毒灭活病毒性能133

5.

3.3 臭氧/氯组合消毒工艺灭活病毒性能133-135

5.4 溴碘离子对病毒类微生物灭活的影响135-140
5.

4.1 溴离子对灭活水中病毒类微生物的影响135-138

5.

4.2 碘离子对灭活水中病毒类微生物的影响138-140

5.5 连续流中试系统对天然水体中微生物的去除性能140-142

5.1 中试系统对天然水体中细菌类微生物的去除性能140-141

5.2 中试系统对天然水体中病毒类微生物的去除性能141-142

5.6 本章小结142-145

第6章 不同生产性水厂工艺处理历程中DBPs和病毒微生物变化特性探讨145-163

6.1 不同生产性水厂工艺处理历程中DBPs的变化特性146-154

6.

1.1 常规混凝沉淀工艺历程中DBPs的变化特性146-148

6.

1.2 深度两级生物处理工艺历程中DBPs的变化特性148-152

6.

1.3 深度臭氧活性炭工艺历程中DBPs的变化特性152-154

6.2 不同生产性水厂工艺处理历程中病毒类微生物的变化特性154-157
6.

2.1 常规混凝沉淀工艺历程中病毒类微生物的变化特性154-155

6.

2.2 深度两级生物处理工艺历程中病毒微生物的变化特性155-156

6.

2.3 深度臭氧活性炭工艺历程中病毒微生物的变化特性156-157

6.3 不同生产性水厂工艺处理历程中DBPs和病毒微生物变化比较157-161
6.

3.1 常规混凝沉淀工艺历程中DBPs和病毒微生物变化比较157-158

6.

3.2 深度两级生物处理工艺历程中DBPs和病毒微生物变化比较158-160

6.

3.3 深度臭氧活性炭工艺历程中DBPs和病毒微生物变化比较160-161

6.4 本章小结161-163
第7章 结论与倡议163-167

7.1 结论163-166

7.2 倡议166-167

参考文献167-191
攻读博士期间论文发表情况191-193
致谢193-194