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简论消毒臭氧/游离氯与其组合工艺对饮用水中病毒灭活影响因素如何写

收藏本文 2024-03-10 点赞:24387 浏览:101794 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着科技进步与工业进展,水源水普遍受到污染。游离氯消毒是最为传统的饮用水消毒策略。由于其较强的杀菌能力,利用方便,成本低,以及能在水中保持一定数量的余氯,被广泛用于各饮用水消毒工艺。然而,在氯化消毒的同时,水中某些有机物如腐殖酸、富里酸等会与氯反应,产生三卤甲烷和其它致癌卤化副产物。为了减少消毒副产物的生成,降低有效氯的用量,臭氧等替代消毒策略应运而生。但是,臭氧消毒也会产生一些中间产物,如不饱和醛类、环氧化合物等。同时,臭氧不能有效的去除氨氮,对水中有机氯化物亦无氧化效果。所以,组合消毒工艺脱颖而出。此外,目前国内针对病毒灭活的探讨多数限于卫生、医学消毒等领域,对实际水处理中的消毒工艺的指导作用非常有限,由此针对病毒的饮用水消毒工艺的相关探讨亟待开展。本课题将以MS2噬菌体为饮用水中病毒的指示物,探讨臭氧/游离氯及其组合工艺(臭氧和氯)对病毒的灭活效果,pH、温度、氨氮、颗粒物、有机物、离子等对消毒工艺的影响,比较连续性饮用水处理历程中各工艺段病毒灭活效果,并对实际饮用水厂各工艺段病毒灭活效果进行调查探讨。在间歇性试验中,臭氧能有效灭活MS2噬菌体,在去离子水中,初始投加量为0.25mg/L,能将MS2噬菌体按USEPA要求降低4log(即99.99%的灭活率),其CT值为0.32min·mg/L。而在滤后水中,需要投加1mg/L才能达到4log灭活率,其CT值大于5min·mg/L。在各影响因素中,pH值、温度、颗粒物、有机物和溴碘离子对臭氧灭活MS2噬菌体有一定影响,其中以pH值、有机物和溴碘离子影响较大,而氨氮和氯离子对臭氧消毒效果没有任何影响。就模型拟合结果来看,Chick模型和Chick-Watson模型适合模拟高臭氧浓度,低影响因素等条件下符合一级动力学的灭活曲线。Hom模型虽能模拟偏离一级动力学的灭活曲线,但其拟合参数的离散程度较大。就四种模型而言,Jason模型具有最适用与拟合臭氧灭活MS2噬菌体的灭活曲线。对于游离氯而言,在去离子水中,初始投加量为1mg/L,即可将MS2噬菌体按USEPA要求降低4log(即99.99%的灭活率),其灭活4log的MS2的CT值为0.8min·mg/L。在滤后水中,灭活4log的MS2噬菌体需要2mg/L的游离氯,CT值大于180min·mg/L,为去离子水CT值的200倍以上。在各影响因素中,pH值、温度、氨氮、颗粒物和有机物对游离氯灭活MS2噬菌体有一定影响,而氯溴碘离子对游离氯消毒效果没有任何影响。Chick模型和Chick-Watson模型适合模拟高游离氯浓度,低影响因素等条件下符合一级动力学的灭活曲线。Hom模型既适合模拟符合一级动力学的灭活曲线,更能模拟偏离一级动力学的灭活曲线,但是Hom模型拟合参数的离散程度较大。就四种模型而言,Jason模型具有最适用与拟合游离氯灭活MS2噬菌体的灭活曲线。在连续性试验中,仅消毒历程而言,要使消毒剂灭活41ogMS2噬菌体,臭氧最低投加浓度为1mg/L,而氯的投加浓度为2mg/L。臭氧和氯联合消毒的效果较好,具有一定的协同作用。在组合工艺中,只需要0.5mg/L臭氧和0.25mg/L氯即可灭活4log的MS2噬菌体。就处理工艺而言,混凝沉淀和砂滤历程能灭活大量的MS2噬菌体,混凝沉淀可以灭活3log左右的MS2噬菌体,而砂滤历程可以灭活1log左右的MS2噬菌体。然而生物活性炭工艺却会增加水体中噬菌体的浓度,增加噬菌体效价以0.08log-1.3log不等。就实际饮用水厂各工艺段MS2检测情况来看,上海三水厂原水中平均含有103-104pfu/100L的MS2噬菌体,并且以夏天所含MS2噬菌体浓度最大,春秋两季次之而冬季原水中所含的噬菌体浓度最低。经过混凝沉淀后,能灭活3log左右的MS2噬菌体,并且在砂滤出水中已检测不到MS2。可以认为,整个消毒工艺总共去除4log的MS2噬菌体,达到USEPA的去除标准。关键词:臭氧消毒论文游离氯消毒论文组合工艺论文病毒灭活论文动力学论文MS2噬菌体论文

    摘要7-9

    Abstract9-11

    英文缩写词对照表11-12

    第1章 绪论12-30

    1.1 饮用水源水污染近况12-13

    1.2 饮用水水质标准概况13

    1.3 消毒工艺探讨进展13-17

    1.3.1 常用饮用水消毒工艺13-15

    1.3.2 组合消毒工艺探讨进展15-17

    1.4 水质对消毒效果影响的探讨进展17-25

    1.4.1 pH值17-18

    1.4.2 温度18-19

    1.4.3 颗粒物19-21

    1.4.4 有机物21-22

    1.4.5 离子22-24

    1.4.6 其它因素24-25

    1.5 消毒动力学探讨进展25-26

    1.6 探讨目的和内容26-30

    1.6.1 探讨目的和作用26

    1.6.2 探讨内容26-28

    1.6.3 技术路线28-29

    1.6.4 课题来源29-30

    第2章 试验案例和策略30-38

    2.1 试验装置与案例30-35

    2.1.1 臭氧消毒和氯消毒间歇性试验装置与案例30-31

    2.1.2 氯/臭氧及组合消毒工艺连续性试验装置与案例31-33

    2.1.3 富集试验水厂各处理单元出水中病毒的装置与案例33-34

    2.1.4 试验水质概况34-35

    2.2 试验菌种培养和测定35-37

    2.2.1 试验菌种概况35-36

    2.2.2 试验菌种增殖策略36

    2.2.3 试验菌种测定策略36-37

    2.3 浅析策略37-38

    第3章 臭氧消毒效果及影响因素探讨38-79

    3.1 臭氧对去离子水中病毒的灭活效果38-43

    3.1.1 臭氧对病毒的灭活效果38-41

    3.1.2 臭氧消毒动力学浅析41-43

    3.2 臭氧消毒影响因素探讨43-71

    3.2.1 pH值对臭氧消毒的影响43-51

    3.2.2 温度对臭氧消毒的影响51-56

    3.2.3 氨氮对臭氧消毒的影响56-57

    3.2.4 颗粒物对臭氧消毒的影响57-60

    3.2.5 有机物对臭氧消毒的影响60-66

    3.2.6 氯离子/溴离子/碘离子对臭氧消毒的影响66-71

    3.3 臭氧对滤后水中病毒的灭活效果71-74

    3.3.1 灭活效果71-72

    3.3.2 动力学浅析72-74

    3.4 动力学模型建立74-76

    3.5 本章小结76-79

    第4章 游离氯消毒效果及影响因素探讨79-112

    4.1 游离氯对去离子水中病毒的灭活效果79-83

    4.1.1 游离氯对病毒的灭活效果79-81

    4.1.2 游离氯消毒动力学浅析81-83

    4.2 游离氯消毒影响因素探讨83-104

    4.2.1 pH值对游离氯消毒的影响83-86

    4.2.2 温度对游离氯消毒的影响86-89

    4.2.3 氨氮对游离氯消毒的影响89-97

    4.2.4 颗粒物对游离氯消毒的影响97-99

    4.2.5 有机物对游离氯消毒的影响99-102

    4.2.6 氯离子/溴离子/碘离子对游离氯消毒的影响102-104

    4.3 游离氯对滤后水中病毒的灭活效果104-107

    4.3.1 灭活效果104-105

    4.3.2 动力学浅析105-107

    4.4 动力学模型建立107-110

    4.5 本章小结110-112

    第5章 臭氧与游离氯消毒效果比较112-121

    5.1 两种消毒剂在不同影响因素下消毒效果比较112-116

    5.1.1 灭活效果112-114

    5.1.2 动力学浅析114-116

    5.2 两种消毒剂对滤后水中病毒的灭活效果比较116-119

    5.2.1 灭活效果116-117

    5.2.2 动力学浅析117-119

    5.3 本章小结119-121

    第6章 臭氧/游离氯及组合消毒工艺在连续性饮用水处理历程中对病毒灭活效果探讨121-126

    6.1 臭氧消毒在连续性饮用水处理历程中对病毒灭活效果121-122

    6.2 氯消毒在连续性饮用水处理历程中对病毒灭活效果122-123

    6.3 臭氧/游离氯组合工艺在连续性饮用水处理历程中对病毒灭活效果123-124

    6.4 本章小结124-126

    第7章 上海三家水厂生产性水处理历程中病毒调查126-131

    7.1 不同水源水中病毒浓度调查126-127

    7.2 不同工艺对病毒灭活影响调查127-129

    7.3 不同季节对病毒灭活影响调查129-130

    7.4 本章小结130-131

    第8章 结论与倡议131-134

    8.1 结论131-132

    8.2 倡议132-134

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