探讨二氧化氯在饮用水中消毒副产物的生成情况分析

来源:http://www.shuizhifenxi.com/ 作者:余氯检测仪 时间:2019-07-19

  摘要:分析在使用二氧化氯对饮用水进行消毒时副毒物的生成情况。方法:以小河水和湖水为处理对象,分析研究了再消毒过程中二氧化氯的消耗量以及亚铝酸盐的生产量之间的联系,测定二氧化氯对COD的去除情况。结果:在对饮用水进行消毒时副产物亚铝酸盐的产生量与二氧化氯的消耗量成正比,与二氧化氯的投入量与水体中COD浓度没有直接关系。结论:在进行实验室,随着二氧化氯在水样中投入量的加大,二氧化氯余量、余氯、亚氯酸盐含量、二氧化氯消耗量、COD去除率都逐渐加大,副产物亚铝酸盐的产生量与二氧化氯的消耗量成正比。

  关键词:二氧化氯;饮用水消毒;副产物;生成情况

  二氧化氯在处理微污染水和出厂水消毒处理中应用相对比较广泛。针对二氧化氯在饮用水消毒过程中出现的副产物亚氯酸盐超标现象,消毒对保障饮用水卫生安全具有重要意义[1]。二氧化氯因具有光谱杀菌性、对绝大多数细菌和病原微生物的灭活效果好、不易生产抗药性、卤代副产生物生成量少等优点而日益受到人们的广泛关注[2]。但二氧化氯在消毒过程中也产生副产物,主要是亚铝酸盐和铝酸盐,其中铝酸盐的生成量远小于亚铝酸盐的生成量,因此本文将亚铝酸盐作为二氧化氯消毒副产物的代表物质,通过对多种水样的二氧化氯消毒试验,研究二氧化氯投加量、二氧化氯消耗量、COD浓度等因素与亚铝酸盐生成量之间的关系,探索二氧化氯消毒副产物的生成规律及影响因素。

  1.实验材料与方法

  1.1一般资料

  选取实验原水源为湖水和小河水2种,湖水:清澈透明,pH值=7.84,COD=310mg/L;小河水:清澈透明,pH值=7.73,COD=16mg/L。两者在试验中采取的试验方法完全一致。

  1.2 试验方法

  针对采取的小河水和湖水的水样,使用新一代二氧化氯制备反应器,制备浓度分别为594.08、524.23、672.92mg/L的二氧化氯消毒液,然后分别将一定数量的消毒液投放在300mL的未经过处理的水样中,对水厂的消毒方法进行模拟,待消毒液在水样中反应60min之后,检测水样中余氯、二氧化氯余量、氯酸盐、亚氯酸盐和COD浓度等。为检测二氧化氯在水样中的使用浓度是否会对腐殖酸氯化消毒产生副产物的产生造成影响,在试验中,控制二氧化氯的预氧化时间,和二氧化氯的使用量。

  1.3 评定方法

  根据《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)规定的限值(0.7mg/L),余氯值符合(GB5749-2006)的要求。

  2 结果

  2.1 二氧化氯对小河水水样的消毒情况

  在小河水的消毒试验当中,二氧化氯的使用量为0.52-5.27mg/L,检测了余氯、二氧化氯余量、氯酸盐、亚氯酸盐和COD浓度等指标。试验的条件下,二氧化氯剩余量为0.03-2.24mg/L,余氯值为0.01-0.79mg/L,亚氯盐酸含量总值为0.20-3.16mg/L,对COD的去除率为1.42%-22.85%;经试验结果表明,在试验中,随着二氧化氯投入量的加大,二氧化氯余量、余氯、亚氯酸盐含量、二氧化氯消耗量、COD去除率都逐渐加大,当二氧化氯的投入量减小到2.08ml/L时,亚氯酸盐含量为0.75ml/L、余氯值为0.08mg/L,此时亚氯酸盐的含量已经超出《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)规定的限值(0.7mg/L),而且,余氯值也不符合(GB5749-2006)的要求(≥0.1mg/L)。

  2.2 二氧化氯对湖水水样的消毒情况

  湖水水样的COD浓度相对比较高,使用去离子水进行10倍稀释后方可进行使用,稀释后的湖水水样COD值为32.0mg/L。针对湖水水样进行试验,二氧化氯的投加量为0.40-6095mg/L,余氯值为0.13-(>1.0)mg/L,亚铝酸盐含量为0.02-0.68mg/L,COD的去除率为1.25%-7.50%;经试验表明,随着二氧化氯投入量的加大,二氧化氯的余量、亚铝酸盐含量、余氯、二氧化氯消耗量、COD去除率都逐渐加大,二氧化氯余量明显增加,对COD的去除率在二氧化氯加入量>1.0mg/L之后变化不明显。在试验的前提条件下,湖水水样经过使用不同量的二氧化氯消毒后,亚铝酸盐含量均低于0.7mg/L,余氯值高于0.1mg/L,符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)规定的限值要求。

  3 讨论

  近年来,化学预氧化技术成为一种重要的水处理方法,并在水处理工作上得到了越来越广泛的应用。化学预氧化市通过预氧化剂氧化分解水中的有机物,灭活水中的藻类和微生物,具有除臭、除味和降低后续净水工艺负荷的特点[3]。最近几年来人们也越来越关注二氧化氯预氧化效果,其氧化势为1.5V,是一种强氧化剂和消毒剂,作用效果不受氨氮和pH变化的影响,已经被广泛应用于微污染原水预处理和出厂水消毒处理过程中。在微污染原水预处理方面,二氧化氯可以起到较好的除臭、除藻、脱色、助凝、除铁锰、除酚的作用[4]。

  二氧化氯在饮用水消毒的应用过程中,副产物亚铝酸盐的产生量和待消毒水体对二氧化氯的消耗量有直接关联,待消毒水体对二氧化氯的消耗量与压氯酸盐的生成量呈正比[5]。待消毒水样对二氧化氯的消耗量与水样的COD浓度没有直接关联,二氧化氯的消耗量不随水样的COD浓度升高而加大[6]。经试验表明,湖水水样的COD浓度明显对小河水水样要高,但小河水水样所消耗的二氧化氯却高于湖水水样。因此虽然二氧化氯氧化性较强,但是在对水中COD进行去除时具有一定的选择性,与水中所含的有机物性质有很大的关联。二氧化氯的使用浓度超过一定范围之后,其潜能迅速增加,过量的二氧化氯会和有机物产生反应生成乙醛,使得DCAN的生成量加大。

  经试验表明,不管是小河水水样试验还是湖水水样试验,随着二氧化氯投入量的加大,二氧化氯余量、余氯、亚氯酸盐含量、二氧化氯消耗量、COD去除率都逐渐加大。湖水水样经过使用不同量的二氧化氯消毒后,亚铝酸盐含量均低于0.7mg/L,余氯值高于0.1mg/L,符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)规定的限值要求。

  综上所述,饮用水消毒时消毒副产物的生成量与二氧化氯的消耗量呈正比,与二氧化氯在消毒时的用量和COD的浓度没有直接关联。

  参考文献:

  [1]张景山,葛明,李峻等.复合二氧化氯消毒饮用水副产物含量分析[J].江苏预防医学2014,25(6):80-81.

  [2]张盛军,张大钰,董燕等.二氧化氯消毒副产物的生成规律研究[J].中国给水排水2013,29(9):70-71,76.

  [3]张盛军,张大钰,穆丽等.二氧化氯消毒副产物的生成规律研究[C].//全国城镇供水厂、污水处理厂消毒和提标改造技术研讨会论文集.2014:51-56.

  [4]姜新城.饮用水水质分析中亚氯酸盐污染的控制对策研究[J].科技视界2013(25):317-317,322.

  [5]严汉林,严啸威,李严宽等.常用饮用水消毒剂比较及其消毒副产物的分析与控制[J].四川环境2013,32(3):129-135.

  [6]程蕾.二氧化氯消毒技术在农村饮用水消毒中的应用探讨[J].中国保健营养(上旬刊)2014,24(7):4365-4366.

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