微污染源水预氯化对溴代消毒副产物的影响机理研究

Pre-chlorination is widely used to treat the micro-polluted water to insure the drinking water quality. But the pre-chlorination will increase the disinfection by-products (DBPs) and reduce the drinking water safety. Nowadays, most researches about DBPs pay attention to the chloro-DBPs produced during the disinfection, while the researches about bromo-DBPs, which have greater toxicity, are scarce. Therefore, this proposal is focused on the influence mechanism of pre-chlorination on bromo-DBPs in micro-polluted water. Firstly, comparing of water quality before and after chlorination by analzing the composition of organic matters, bromo-DBPs, and total halogenate-DBPs. Secondly, treating the efflunt of the pre-chorination with the simulation tochnologies of the water works, and observing the change of water quality and DBPs. Thirdly, analyzing the impact factors of the bromo-DBPs with correlation analysis, and sort the factors according to the sensibility.Finaly, reveal the influence mechanism of pre-chlorination on bromo-DBPs according to the relationship between pre-chlorination and bromo-DBPs fators.

由于水源水质的下降，给水处理厂普遍采用预氯化工艺以确保出厂水达标。然而预氯化的过程会增加消毒副产物的含量，降低出水的安全性。目前大量关于消毒副产物的研究均关注于消毒过程产生的氯代消毒副产物，缺乏对毒性更大的溴代消毒副产物的研究，因此本项目围绕微污染水预氯化对溴代消毒副产物的影响机理展开研究。首先，通过分析预氯化前后水中有机物的组成、溴代消毒副产物与总卤代消毒副产物的浓度、以及一些相关水质参数，了解预氯化对水质的改变。其次，模拟水厂水处理工艺对预氯化后出水进行处理，研究预氯化后各工艺对水质的改善情况以及消毒副产物的变化情况。再次，采用相关性分析方法得出溴代消毒副产物的影响因子，并根据敏感性对其进行排序，得到优先控制因子。最后，根据预氯化对溴代消毒副产物影响因子的改变，以及影响因子与溴代消毒副产物的相关性，分析得出预氯化对生成溴代消毒副产物的影响机理。

由于水源水质的下降，给水处理厂普遍采用预氯化工艺以确保出厂水达标。然而预氯化的过程会增加消毒副产物的含量，降低出水的安全性。目前大量关于消毒副产物的研究均关注于消毒过程产生的氯代消毒副产物，缺乏对毒性更大的溴代消毒副产物的研究，因此本项目围绕微污染水预氯化对溴代消毒副产物的影响机理展开研究。首先，通过分析预氯化前后水中有机物的组成、溴代消毒副产物与总卤代消毒副产物的浓度、以及一些相关水质参数，了解预氯化对水质的改变。其次，模拟水厂水处理工艺对预氯化后出水进行处理，研究预氯化后各工艺对水质的改善情况以及消毒副产物的变化情况。再次，采用相关性分析方法得出溴代消毒副产物的影响因子，并根据敏感性对其进行排序,得到优先控制因子。最后，根据预氯化对溴代消毒副产物影响因子的改变，以及影响因子与溴代消毒副产物的相关性，分析得出预氯化对生成溴代消毒副产物的影响机理。.本研究根据项目书要求，已经完成以下工作：1、确定预氯化前后的水质变化规律；2、明确预氯化后各工艺对水质的改善情况以及消毒副产物的变化规律；3、确定有机物种类和数量、Br-浓度、加氯量及卤代消毒副产物对溴代消毒副产物生成的影响关系，并对溴代消毒副产物各影响因子进行敏感性排序；4、揭示预氯化对生成溴代消毒副产物的影响机理。.研究结果表明：1、对于水源水而言，TOC对DPBs的影响不大，而起决定性作用的是加氯量，因此预氯化对于DPBs的生成有较大影响；2、在常规水处理工艺中，过滤单元对于去除由预氯化生成的DBPs的贡献最大，强化过滤单元是减少DBPs的重要途径；3、THMs的主要前体物是分子量区间3-10kDa和<1kDa有机物，两者生成的三卤甲烷消毒副产物占总三卤甲烷的72.3%，HAAs的主要前体物也是分子量区间3-10kDa和<1kDa的有机物，占总卤乙酸生成势的31.0%和44.4%，溴更易与小分子有机物反应生成溴代消毒副产物；4、溴结合因子在溴离子浓度从65 μg/L升到500 μg/L阶段增长速度最快，当从500 μg/L进一步升到2000 μg/L时，增长速度放缓，Br-THMs易先生成，但随着溴浓度的增加，Br-HAAs生成速度超过Br-THMs，Br-HAAs生成量增多，Br-HAAs比重增加。.通过本项目研究，发表论文6篇，其中SCI收录4篇，培养硕士研究生3人，其中已毕业2人。