水源水质及生物预氧化对消毒副产物生成的影响

水消毒是保证饮用水微生物安全的重要工艺。由于消毒过程中消毒副产物的生成，增加了饮用水的安全风险，因此许多国家都已将消毒副产物列入饮用水水质标准。中国饮用水水源污染较严重， 尤其是有机物与氨氮浓度较高。为了降低有机物浓度并控制消毒副产物，生物预处理得到了越来越广泛的重视与应用，但原水水质及生物预处理对消毒副产物的影响仍缺乏系统的研究。 为了更好的控制饮用水中消毒副产物，本课题将重点研究以下几个关键科学问题： 1）我国水源水中消毒副产物前体的浓度、特征与来源；2）具有中国特色饮用水生物预处理工艺对消毒副产物前体的选择性去除和机理；3）中美饮用水中消毒副产物种类和浓度的类似与差异。研究结果将帮助我们更好地了解我国饮用水中消毒副产物的现状和研发更有效的消毒副产物控制技术， 为中国消毒副产物标准的修订提供依据，对保证饮用水水质安全和公众健康具有重大意义。

本课题通过建立高氨氮原水中消毒副产物生成势的测定方法，研究了受不同污染原水中消毒副产物的前体物，并研究了生物预处理及O3/BAC工艺对消毒副产物前体物的去除。同时利用ICR数据库系统对比了中美饮用水标准中消毒副产物指标方面的合理性。结果表明：不同类别的消毒副产物前体物的消毒副产物生成势差别较大，不同水源含有的消毒副产物前体物差别较大，受城市污水厂二级出水污染的原水含有较多的卤乙腈类、卤代酮类、其它类消毒副产物的前体物，而含有的卤乙酸和三卤甲烷类消毒副产物前体物较少；生物预处理能够在一定程度上降低源水的消毒副产物生成势，但不能改变不同种类消毒副产物的比例，经生物预处理后含氮类的消毒副产物生成势占消毒副产物生成势总量的比例基本不变。实际水厂中O3-BAC工艺中的O3工艺使卤乙酸类和三卤甲烷类消毒副产物生成势降低，但O3-BAC工艺中的BAC工艺使消毒副产物生成势均升高，而单一生物活性碳滤池工艺却使消毒副产物生成势下降；我国标准在三卤甲烷的指标上严格很多，在卤乙酸相关的指标上与美国EPA标准差别不大，无论是依照哪种标准，氯胺消毒代替自由氯消毒都有利于降低与三卤甲烷相关或与卤乙酸相关的指标的不达标率，颗粒活性炭滤床对卤乙酸降解效果明显，但对三卤甲烷的去除作用不大，参照中国饮用水水质标准，对ICR数据库中三氯乙醛浓度的分析结果表明，若采用地表水为水源，三氯乙醛浓度的超标率约为12.9%，单独使用颗粒活性炭滤床不是达到我国标准的有效手段，需要与降低有机物浓度的其他手段相结合，并采用氯胺作为最终消毒手段。