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1、摘要飲用水中三鹵甲烷和鹵乙酸生成的影響因素研究東南大學(xué)博士研究生：馬蓉導(dǎo)師：呂錫武教授摘要飲用水安全問(wèn)題是人類最關(guān)注的焦點(diǎn)之一。傳統(tǒng)的常規(guī)工藝在制備飲用水時(shí)多采用氯消毒劑來(lái)消滅和控制細(xì)菌、病毒等的生長(zhǎng)，但氯消毒劑消毒的同時(shí)會(huì)與水中未去除的有機(jī)物反應(yīng)生成消毒副產(chǎn)物，這些消毒副產(chǎn)物能誘使泌尿系統(tǒng)和胃腸系統(tǒng)癌變，并且對(duì)人類的遺傳和生長(zhǎng)發(fā)育都有不良影響，因此對(duì)飲用水消毒副產(chǎn)物的研究已勢(shì)在必行且意義深遠(yuǎn)。本文以氯消毒副產(chǎn)物三鹵甲烷和鹵乙酸為研究對(duì)象，分別從消毒副產(chǎn)物生成的影響因素、前體物特性、消毒劑、凈水工
2、藝和配水管網(wǎng)等多個(gè)角度進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和研究，并在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析方法相結(jié)合的基礎(chǔ)上建立了配水管網(wǎng)消毒副產(chǎn)物水質(zhì)模型。根據(jù)長(zhǎng)江南京段實(shí)際水體情況及氣候條件，建立了測(cè)定消毒副產(chǎn)物生成潛能的UFC試驗(yàn)法。UFC試驗(yàn)法測(cè)定消毒副產(chǎn)物生成潛能所采用的培養(yǎng)時(shí)間、余氯量與實(shí)際情況較為符合，可以對(duì)實(shí)際水廠及配水管網(wǎng)中消毒副產(chǎn)物的量給出更好的預(yù)測(cè)。在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)模擬氯化條件，測(cè)定各種因素(投氯量、pH、溫度、溴離子濃度和反應(yīng)時(shí)間)對(duì)氯化消毒副產(chǎn)物生成的影響。利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的正交分析法確定了飲用水氯化過(guò)程中影響三鹵
3、甲烷和鹵乙酸生成的主要因素，并選擇出三鹵甲烷最優(yōu)氯化條件。從有機(jī)物分子量分布和有機(jī)物親、疏水性兩個(gè)方面開(kāi)展了消毒副產(chǎn)物的前體物研究，研究表明：原水主要是由<5k道爾頓的小分子量有機(jī)物構(gòu)成，氯消毒過(guò)程中形成消毒副產(chǎn)物的前體物也主要是<5k道爾頓的小分子量有機(jī)物：消毒時(shí)生成三鹵甲烷和鹵乙酸的前體物主要是疏水性物質(zhì)。這為確立最主要的前體物，有效選擇去除方法奠定了基礎(chǔ)。系統(tǒng)研究了常規(guī)工藝、強(qiáng)化常規(guī)工藝(混凝+沉淀+生物強(qiáng)化活性濾池)和生物活性炭工藝(混凝+沉淀+砂濾+生物活性炭濾池)各工藝中各單元出水分子
4、量分布情況，以及各單元出水中DOC、uv254、SUVA和消毒副產(chǎn)物生成潛能的大小。研究表明，水處理過(guò)程中為確保生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)安全的飲用水，應(yīng)該在現(xiàn)有的常規(guī)工藝的基礎(chǔ)上增加有利于去除小分子量有機(jī)物的工藝。對(duì)比研究了長(zhǎng)江南京段原水氯胺消毒時(shí)生成消毒副產(chǎn)物的情況。相比氯消毒，氯胺消毒生成副產(chǎn)物的量和種類都減少了：氯胺消毒副產(chǎn)物的前體物和氯消毒時(shí)一樣，主要是小分子量有機(jī)物。常規(guī)工藝、強(qiáng)化常規(guī)工藝和生物活性炭工藝的出水用氯胺消毒時(shí)生成消毒副產(chǎn)物的潛能大幅降低。隨著春夏秋冬季節(jié)的變化，管網(wǎng)水水質(zhì)也發(fā)生相應(yīng)變化。
5、值得注意的是，長(zhǎng)江原水冬季水位低，東南大學(xué)博士學(xué)位論文水質(zhì)變差，呈微污染水源特性，常規(guī)工藝處理時(shí)氯耗急劇增大，因此消毒副產(chǎn)物生成量在冬季最高。運(yùn)用多元回歸法建立了以監(jiān)測(cè)點(diǎn)游離性余氯、UV254、pH、溫度、氨氮為自變量的配水管網(wǎng)消毒副產(chǎn)物五元線性回歸水質(zhì)模型。采用SPSS數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)多元線性回歸模型進(jìn)行求解。三鹵甲烷五元回歸模型和鹵乙酸五元回歸模型的決定系數(shù)R2分別是0．901和0．866，杜賓一沃森值分別是2．204和2．191，表明兩個(gè)模型具有很好的擬合性和可靠性。利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)所建的兩個(gè)模
6、型進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果表明兩個(gè)模型的實(shí)際應(yīng)用效果很好。關(guān)鍵詞：三鹵甲烷，鹵乙酸，凈水工藝，消毒劑，前體物，飲用水，水質(zhì)建模ⅡabstractFactorsAffectingTrihalomethanesandHaloaceticAcidsinDrinkingWaterAbstractThehealthfulnessofdrinkingwaterisacrucialmatterforhuman．Theprimarystepofwatertreatmenthasbeenmicrobialinactivati
7、onthroughdisinfection．Traditionally,chlorinehasbeenthemostfavoreddisinfectantbecauseofeconomy,easeofuseandstrengthofdisinfection．However,chlorinationoftheorganicmaterialpresentinwaterproducesdisinfectionby—products(DBPs)．ManyoftheseDBPsarehalogenatedo
8、rganicchemicalsthatalecarcinogenicormutagenic．Thus，astudyonDBPsofdrinkingwaterisessentialandsignificative．Inthispaper,westudiedsystematicallythattheproductionofDBPs，trihalomethanes(THMs)andhaloaceticacids(HAAs)，duringchlorinationoftheChangjian
