消毒技术与消毒副产物(精选)
浅谈给水系统消毒方法及控制其消毒副产物措施
浅谈给水系统消毒方法及控制其消毒副产物措施摘要：在城市给水系统中，消毒是一个重要的生产环节。
消毒可以杀灭水中大部分的细菌和病毒，保证饮用水安全。
各种消毒方法有不同的适用环境，要综合考虑适用性、经济性、安全性来选择一种或多种消毒方法。
有些消毒方法还会产生对人体有害的消毒副产物。
人们在饮用水中已经检测出765种对人体有害的消毒副产物。
关于消毒副产物的研究已成为科研工作者的研究重点。
关键词：给水系统；消毒；预氧化1消毒技术在饮用水处理中的现状研究1.1液氯（或氯气）消毒目前供水系统中常用的消毒方法有氯气、臭氧、二氧化氯、氯胺、高猛酸钾、紫外线和超声波等。
氯在常温下为黄绿色气体，具强烈刺激性及特殊臭味，氧化能力很强。
在6、7个大气压下，可变成液态氯，体积缩小457倍。
容易运输和储存。
据不完全统计，我国约有99.5%的水厂采用氯消毒工艺。
氯溶于水后起下列反应：Cl2+H20=HCl+HClOHClO=H+ +OCL-漂白粉在水中也能水解成次氯酸，氯的杀菌作用，主要是次氯酸体积小，易穿过细胞壁；同时，它又是一种强氧化剂，能损害细胞膜，使蛋白质、RNA和DNA等物质释出，并影响多种酶系统（主要是磷酸葡萄糖脱氢酶的巯基被氧化破坏），从而使细菌死亡。
氯对病毒的作用，在于对核酸的致死性损害。
但是近年来的大量研究表明，在常用的消毒方式中，氯消毒是产生氯化消毒副产物最多的消毒方式。
消毒后的饮用水经Ames试验其致突变性强于其它几种消毒剂的副产物。
1972年美国国家环保局在密西西比河下游路易斯安那州3个城市的饮水中发现44种有可能致癌的物质和别的毒性有机化合物。
1974年又报道新奥尔良市饮水中有66种有机化合物。
氯化DBFs 包括：三卤甲烷（trihalomethans，THMs）卤乙酸（haloacetic acids，HAAs）卤乙腈（haloaceton-triles，HANs）水合三氯乙醛（chlorahydrate，Ch）卤代酮（HKs）卤代酚（ePs）三氯硝基甲烷（chloropierin）氯化氰（cyanogens chloride）酸性氯化咲喃酮（MX）溴酸盐等等。
中小水厂消毒工艺优化及副产物控制技术
中小水厂消毒工艺优化及副产物控制技术摘要：确保饮用水的安全是最大的民生问题之一,在中国的经济和社会发展密切相关的大多数居民的生命和健康,和中国的一个主要问题的努力实现城市化、现代化和全面建设小康社会。
饮用水消毒是保证饮用水安全的重要环节。
对于我国中小型水厂来说，如何减少消毒副产物的产生，保证饮用水的安全仍有很长的路要走。
关键词：中小水厂；消毒工艺；副产物；控制技术一、研究内容与结果1、中小水厂消毒技术与消毒副产物特征分析1.1中小水厂消毒技术与消毒副产物调研课题开展初期，通过资料查阅、电话和网络等形式对全国30个中央直辖市、自治区和省份的1195座中小水厂(300家水司)进行调研，结果表明:我国中小水厂消毒工艺主要是二氧化氯消毒和氯消毒，其中复合二氧化氯消毒占比为49．32%，高纯二氧化氯占比为28．83%，氯消毒占比为21．85%。
为确保有效开展中小水厂消毒技术及副产物超标风险水平研究，选择126座水厂(涵盖7大流域、22个省份/自治区/直辖市)进行了实地问卷及水样分析调研，调研水厂分布情况如图1所示。
本次调研掌握了我国中小水厂消毒工艺占比及消毒副产物超标风险水平，完成了中小水厂标准内消毒副产物分布地图(图2)，提出了典型中小水厂消毒工艺选择与优化的技术方案，明确了典型中小水厂氯消毒新型副产物优先控制清单，编制了《我国重点流域及典型区域中小水厂消毒副产物调研报告》。
图1我国中小水厂调研样本分布情况图2中小水厂标准内消毒副产物分布地图1.2不同消毒方式的风险评估通过制定标准化的样本选择、采集、运输及检测方法，对我国126座氯消毒和二氧化氯消毒中小水厂进行实地水质监测，并将水质超标情况进行风险评估，分析结果如下。
采用二氧化氯消毒，水厂中余氯、微生物以及氯酸盐、亚氯酸盐有机副产物均出现了不同程度的超标现象，将各水质指标超标次数加和，发现检测水质指标总体不合格率为9.9%；其中，微生物超标率为2.5%，余氯不达标率为4.2%。
消毒处理副产物
氯氯消毒主要是通过次氯酸的氧化作用来杀灭细菌，次氯酸是很小的中性分子，只有它才能扩散到带负电的细茵表面，通过细菌的细胞壁穿透到细菌内部，起氧化作用破坏细菌的酶系统，而使细菌死亡。
但对于水中的病毒、寄生虫卵的杀灭效果较差，需要在较高值消毒剂浓度乘以接触时间才能达到理想的除菌效果。
然而，氯在水中的作用是相当复杂的，它不仅可以起氧化反应，还可与水中天然存在的有机物起取代或加成反应而得到各种卤代物。
研究发现氯在进行饮用水预氧化和消毒时与水中某些有机物发生氧化反应，同时发生亲电取代反应，产生易挥发和不易挥发的氯化有机物如三氯甲烷等，这些有机化合物有许多是致癌物或诱变剂而常规处理工艺对于氯化产生的副产物不能有效去除。
二氧化氯二氧化氯的消毒机理主要是氧化作用，能较好杀灭细菌、病毒，且不对动植物产生损伤，杀菌作用持续时间长，受影响小，可除臭、去色，二氧化氯是一种强氧化剂，对细菌的细胞壁有较好的吸附和穿透性能，可以有效地氧化细胞酶系统，快速地控制细胞酶蛋白的合成，因此在同样条件下，对大多数细菌表现出比氯更高的去除效率，对很多病毒的杀灭作用强于氯是一种较理想的消毒剂，二氧化氯可以与多种无机离子和有机物发生作用，可以去除水中的多种有害物质，还可以将水中溶解的还原态铁、锰氧化，对去除铁和锰很有效，同时对于硫化物、氰化物和亚硝酸盐也有一定的氧化去除效果。
二氧化氯几乎不与水中的有机物作用而生成有害的卤代有机物，二氧化氯在净水过程中产生的副产物包括两部分，一部分是被其氧化而生成的有机副产物；另一部分是本身被还原以及其它原因而生成的无机副产物。
与氯相比，二氧化氯净化的有机副产物较少且毒性较轻，二氧化氯主要的消毒副产物为亚氯酸盐和氯酸盐，它们对人体健康有潜在的危害，世界卫生组织对亚氯酸盐在水溶液中的质量浓度建议控制在以200L下，而对氯酸盐的毒性还在进一步的研究之中，另外，二氧化氯本身也有害，且不能贮存，需现场制备。
氯胺氯胺消毒是氯衍生物的消毒方法之一，由于氯胺消毒作用缓慢，它不能作为基本杀菌消毒剂，曾一度停用，但由于氯胺能避免或减缓氯与水中有机污染物质的某些化学反应，从而使消毒后水中氯化副产物的生成量显著降低，氯胺消毒被广泛认为是控制消毒副产物形成的有效手段。
消毒及消毒副产物的控制研究
表1 原水 数据 （2 008年 6月）
项目数值 浊度NTU 水温℃ CODmg/L
最高
6.62
25.2
3. 6
最低
2.16
19.8
3. 0
平均
3.1 3
2 2.5
3. 3
pH
8.2 7.75 7 .9 5
细菌总数 色度mg/L 氨氮mg/L
个∕ml
10
0. 09
490
5
0. 01
701
5
0. 04
231
总大肠菌群 个∕L 330 ＜20 65
耐热大肠菌群 个∕100Ml 26 2 9
藻类计数 万个/l 1311 622 9 29
95
第四届水处理行业新技术、新工艺应用交流会论文选登
是本公司不可或缺的保障饮用水安全的手段。消毒工 艺是传统的三点加氯。作为消毒研究的范畴，也从消 毒工艺、水中微生物和水处理工艺三者基础上增加了 水中有机物及颗粒物和消毒副产物。严格意义上的消 毒副产物包括氯化消毒副产物和采用替代消毒技术时 生成的副产物。鉴于本公司使用氯化消毒，通常所说 的消毒副产物也指的是氯化消毒副产物。本文中用消 毒副产物这一术语指氯化消毒副产物。
表3 同氯投量消毒副产物对比如表
加氯点
投氯量6.55mg/l
数值
气浮工艺 沉淀工艺
三氯甲烷 21.6
(ug/l)
2 0. 8
一溴二氯 13.4
(ug/l)
1 2. 5
二溴一氯
三种消毒剂的灭活效果及其消毒副产物分析
三种消毒剂的灭活效果及其消毒副产物分析薛长安1，王娟珍1，王旭冕2，王志勇1（1．西安市水业运营有限公司，陕西西安710054；2．西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055）摘要：选择次氯酸钠、高锰酸钾和单过硫酸氢钾饮用水消毒粉作为消毒剂，考察了三种消毒剂的灭活效果及其消毒副产物的产生情况。
结果表明，次氯酸钠对细菌的灭活效果明显，用量少，但产生的消毒副产物种类多、含量高，且会产生大量的氯仿；单过硫酸氢钾的灭活效果比较明显，用量比次氯酸钠多，但产生的消毒副产物种类少、含量低；高锰酸钾对细菌有一定的灭活效果，用量明显比前两种消毒剂多，但无消毒副产物生成。
在实际应用时，应根据具体水质特点和不同场合合理使用三种消毒剂。
关键词：消毒剂；消毒副产物；水质安全；水处理中图分类号：TU991．25文献标志码：A文章编号：1673－9353（2013）02－0016－03 doi：10．3969/j．issn．1673－9353．2013．02．005Analysis of inactivation effect and disinfectionby-products of the three kinds of disinfectantsXue Chang’an1，Wang Juanzhen1，Wang Xumian2，Wang Zhiyong1（1．Xi’an Water Industry Operation Co．，Ltd．，Xi’an710054，China；2．School of Municipal＆Environmental Engineering，Xi’an University ofArchitecture and Technology，Xi’an710055，China）Abstract：Sodium hypochlorite，potassium permanganate and potassium peroxymonosulfate were selected as disinfectants，inactivation effect and disinfection by-products（DBPs）of the three kinds of disinfectant were investigated．The results showed that inactivation effect by sodium hypochlorite was obvious with very few dosage，but many kinds of disinfection by-products were formed with high concentration，meanwhlie large amount of chloroform were formed．Inactivation effect by potassium peroxymonosulfate was relatively obvious，the dosage was more than sodium hypochlorite，but the kinds of disinfection by-products formed were very few with low concentration．Potassium permanganate had certain inactivation effect on bacteria，the dosage was greater than the other two disinfectants and no disinfection by-products were formed．The three kinds of disinfectants should be applied reasonably according to the features of water quality and different occasions．Key words：disinfectant；DBPs；safety of water quality；water treatment消毒剂在水处理工艺过程中承担着进厂原水预氧化和出厂水的消毒工作，可以有效杀灭水中的病原体，控制水传染病的传播和流行，消毒工艺是水处理工艺必不可少的环节，且直接影响水处理效果及供水安全性［1－4］。
消毒副产物
消毒副产物对饮用水实施加消毒剂消毒的目的在于消灭水中的病原体，防止介水传染性疾病的传播。
但是后来人们发现，经消毒后的水中除含有微量的消毒剂外，还可以产生许多消毒副产物(disinfection by—products，简写为DBPs)。
长期以来人们对DBPs给予了极大的关注，从DBR的成分、毒性、流行病学、饮用水中的污染状况以及干预措施等方面进行了大量的研究，其目的是寻求一种理想的消毒剂，使它在有效的消灭病原体的同时，对人类产生的化学危害降低到最低水平。
下面就国内外近几年来有关这一领域的研究进行简要综述。
1 消毒副产物的种类自1974年Rook和Bellar等人发现，饮用水加氯消毒可以产生三卤甲烷(THMs)后，人们对DBP的成分进行了大量的研究，结果发现DBPs。
有上百种物质，据文献报道除THMs外，还可以形成卤乙酸(HAAs)、卤乙腈(HANs)、卤代酮类(HK)、三氯乙醛，水合氯醛(CH)、三氯硝基甲烷，氯化苦(CP)、氯化腈(CNCl-)、氯酚、甲醛、氯酸盐(C103-)、亚氯酸盐(ClO2-)、溴酸盐(BrO3-)等等。
过去常用的消毒剂为液氯，目前氯胺、二氧化氯、臭氧等不同种类的消毒剂也在广泛应用，使用不同的消毒剂其DBPs不同，液氯作为饮用水中的消毒剂在全世界应用的时间最久、范围最广泛，通常它以次氯酸(HOCl-)或次氯酸盐(OCl一)的形式存在，当水中有溴离子时，可以氧化溴离子为次溴酸(HOBr-)或次溴酸盐(OBr一)，次氯酸和次溴酸均可以与水中有机物作用产生DBPs，包括THMs、HAAs、HANs、HK、CH、CP，每类物质中含有不同组分的化合物(见表1)，其中THM、HAA、HAN为主要的副产物；氯胺作为第二大消毒剂，与液氯相比可以明显的降低上述DBPs的含量，但是可以导致CNCl和亚硝酸盐的生成；臭氧可以氧化水中的有机物产生非卤代DBPs，如酮类、羧酸和醛类化合物，以甲醛为主，它还可以直接与溴离子反应产生BrO，如果水中同时存在有机物和溴离子时，臭氧可以氧化溴离子为次溴酸，丽导致溴代DBPs的生成，如溴仿；二氧化氯不直接产生有机卤代DBPs，主要的DBPs为亚氯酸盐和氯酸盐，其消毒剂本身的分解作用大于它与水中有机物的反应。
消毒方式及消毒副产物控制研究
． ３ 二氧化氯消毒 １ 从２ ９ ４ ４年二氧化氯在尼亚加拉水厂得到应用， ０ １ 世纪５ ０年代开始二氧化氯逐渐在饮用水消毒领域得 到应用， ９ ７ ０年二氧化氯被广泛接受为饮用水消毒剂。 １
） 。为保证能去除 ９ ＮＨＣ ｌ ｌ ９ ． ９ ９％ 的 病 毒 、 ＞ ＮＨ２Ｃ ／ ， 接 细菌， 英国和世界卫生组织规定， 自由氯 ０ ． ５ｍ Ｌ ｇ ， ·ｍ ／ 。 我国 《 触３ 生活饮用水 Ｃ ０ｍ ｉ ｎ Ｔ 值为１ ５ｍ ｉ ｎ Ｌ ｇ ／ ， 消毒接触 卫生标准》 规定， 自由氯浓度最低 ０ ． ３ｍ Ｌ ｇ ， ·ｍ ／ ， 最低 Ｃ 化合氯 时间大于３ ０ｍ ｉ ｎ Ｔ 值为 ９ｍ ｉ ｎ Ｌ ｇ
表 ２ 黄浦江水源采用游离氯 、 化合氯消毒生成副产物情况
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ／ 原水耗氧量／ Ｌ ． ９ ． ０ ． １ ． ３ ． ７ ． １ ． ０ ． ４ ｍ ６ ７ ７ ６ ５ ６ ６ ５ ｇ ／ 原水总有机碳／ Ｌ ８ ． ４ ． ９ ． ４ ． ８ ． ６ ． ５ ． ９ ． ５ ｍ ７ ８ ８ ７ ７ ８ ７ ｇ ／ 游离氯／ Ｌ ｍ ｇ ／ ／ 化合氯 ｍ Ｌ ｇ － － １ ． ５ ． １ １ － － － － １ ． ２ ． ９ ０ － － ２ ． ０ ． ５ ２ ２ ． ０ ． １ ２ 检测编号 预加氯 后加氯
DOI:10.13789/ki.wwe1964.2014.0258
城镇给排水
消毒方式及消毒副产物控制研究
陈国光１ 朱慧峰２ 钱静汝１
（ ） 上海 ２ 上海 ２ １ 上海市供水调度监测中心 ， ０ ０ ０ ０ ２； ２ 上海市供水管理处 ， ０ ０ ０ ８ １
27消毒副产物
消毒副产物(DBPs)一、氯化消毒副产物（卤代烃类化合物）挥发性卤代有机物：主要有三卤甲烷（三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、溴仿）。
非挥发性卤代有机物：主要有卤乙酸（氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、溴乙酸等）、卤代醛、卤代酚、卤代腈、卤代酮、卤代羟基呋喃酮（MX）等。
1.影响c-DBPs的因素：（1）有机物前体的含量：天然有机物（腐殖酸、富里酸、藻类及其代谢物、蛋白质等），污染物。
★富含腐殖酸的水要比含富里酸的水产生的DBPs要多。
（2）加氯量、溴离子浓度和PH值：加氯量↑接触时间越长→三卤甲烷↑溴离子浓度↑→溴代三卤甲烷＞三氯甲烷PH值↑→三卤甲烷↑卤乙酸↓2.对健康的影响：①动物实验证明：c-DBPs具有致突变性和致癌性，有的有致畸性和神经毒性作用。
WHO 已将三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二氯乙酸作为致癌性物质列入《饮水水质标准》。
以MX为代表的卤代羟基呋喃酮是氯化饮水致突变性的重要成分，可引起动物多脏器肿瘤，肝脏、甲状腺是其致突变的敏感器官。
②对生殖和生长发育的影响：自然流产、死胎、早产以及出生缺陷；新生儿体重减轻、早熟或胎儿生长延迟等。
★生殖发育毒性研究表明：三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、2-氯酚对胚胎和胎仔具有一定毒性。
3.减少c-DBPs的措施：①采用生物活性碳法去除或降低有机物前体的含量；②通过混凝沉淀和活性碳过滤等去除或降低c-DBPs；③改变传统氯化消毒工艺；④采用其它消毒法，减少c-DBPs的产生。
二、ClO2消毒副产物：氯酸盐、亚氯酸盐和氯化物。
动物实验表明亚氯酸盐影响血红细胞、导致高铁血红蛋白血症。
氯酸盐尚无足够数据。
氯酸盐、亚氯酸盐饮水标准均为0.7mg/l。
三、O3消毒副产物：甲醛、溴酸盐。
甲醛（天然有机物臭氧化，口腔癌，0.9mg/l），溴酸盐（溴化物臭氧化，2B类，0.01mg/l）。
消毒及消毒副产物
消毒及消毒副产物
第13页
➢ 2、NaClO消毒
次氯酸钠是一个广谱高效消毒药，可广泛应用于人畜医疗 卫生防疫。如饮用水消毒、疗源地消毒、污水处理、畜禽养 殖场消毒。
消毒及消毒副产物
NaClO消毒设备
第14页
➢ 原理：NaClO + H2O ＝ HClO+NaOH 次氯酸钠发生器食盐电解：NaCl+H2ONaClO+H2 主要是以产生出次氯酸，然后释放出新生态氧[O]方式。
消毒及消毒副产物
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紫外线消毒
一、紫外线消毒概述
大约在1个多世
纪以前，大家就开始
了对紫外线消毒机理
和应用研究。早在
消毒及消毒副产物
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二、紫外线消毒原理
紫外线是一个波长范围为 136-390 nm不可见光线，在 波长为 240-280 nm时含有杀菌作用，尤以波长 253.7 nm处 杀菌能力最强。
消毒及消毒副产物
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➢ 氯胺消毒优缺点:
因氯胺与水中腐殖物质作用较小，所以降低了腐殖物质与 游离氯所形成致癌物质(如三卤甲烷)；
在管网中氯胺形成余氯连续时间长，因而能有效地抑制残 余细菌再繁殖； 防止了氯引发臭味。
消毒及消毒副产物
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4、二氧化氯消毒（ ClO2 ）
指是将二氧化氯投加水中以完成氧化和消毒方法。ClO2 在常温下是一个黄绿色气体，含有刺激性。溶解度是氯5倍。 极不稳定，气态和液态ClO2均易爆炸。故必须以水溶液形式 现场制取。
消毒及消毒副产物
第30页
2）封闭式系统
封闭式 UV 消毒器属承压型，用金属筒体和带石英套管紫外 线灯把被消毒
水封闭起来，结构形式如图 2所表示。
第五章 消毒副产物与消毒新技术2012.
5.2.2 致突变化学机理
致突变作用包括以下几个方面：
1) 致突变物改变碱基的化学成分；
腺嘌呤
亚硝酸
次黄嘌呤
胞嘧啶
亚硝酸
尿嘧啶
2) 碱基类似物取代； 3）烷化剂的作用； 4) 大分子嵌入DNA链内。
5.3 消毒副产物（DBPS）的形成
水源水中80%的TOC来自水中天然的腐殖酸，是形成挥发性 氯代烃的重要前质物。 当氯气通入水中时，发生如下反应： Cl2＋H2O = HOCl＋HCl Cl＋既是氧化剂，又是一种亲电加成试剂。可通过亲电加成反 应产生卤仿及多元卤代物。 可用以下公式来描述三卤甲烷(THMS)及其它卤仿消毒副产物 的形成：
体细胞突变
生殖细胞突变
致肿瘤
致畸（当胚 胎接触时）
显性致死
能遗传的基因改变
5.2.1 致突变物类型
化学致突变 基因突变（即微损伤）：指发生在核苷酸分子水平上的、显 微镜下不可见的基因突变。 染色体畸变（即大损伤）：指用细胞学方法在显微镜下可 见的突变。包括染色体数目和结构的改变。
（1）基因突变 ： 包括两种类型，即：
（1）水中大多数病原微生物来自于人及温血动物排泄物，而大肠杆菌往往 是水源被人或动物排泄物污染的降解证据；
（2）大肠杆菌监测反复发简单，易于推广应用。
其弊端是：大肠杆菌等指示微生物比许多病原微生物更容易被灭活，因而指 示微生物的灭活不能从逻辑上保证所有病原微生物的灭活，因而不能从根 本上保证饮用水质的微生物安全。
几 种 消 毒 剂 （ 氧 化 剂 ） 产 生 的 副 产 物 及 其 毒 性
5.2 致突变的化学机理
突变分为 自发突变：不是外来物质作用引起的，导致生物的进化,其发生 的频率低。 诱发突变：由外来物质引起的基因突变。
专题三：消毒副产物及其控制技术
霍乱弧菌
形态
生化反应
弧型或逗点状菌体，具鞭毛，革兰氏阴性，无荚膜 兼性厌氧，使硝酸盐还原成亚硝酸盐。
对理化因素的抵抗力 60℃ 10 min杀死 1％石炭酸 5min
霍乱弧菌 （V.cholerae）
志贺氏菌引起的中毒性痢疾病
霍乱病人
水传播疾病（介水疾病） 1850s, 最早提出流行病和水可能有关； 1880s， Pasteur 细菌的理论，使介水疾病 得到了很好的解释； 1880s，伦敦， Broad Street Well霍乱大 流行， Dr. John Snow ，著名的流行病学理 论：未消毒的水是传播途径； 霍乱是第一个被认定的介水疾病；
可编辑版可编辑版4545对溴酸盐副产物的控制对溴酸盐副产物的控制投加高锰酸盐投加高锰酸盐高锰酸盐高锰酸盐指以高锰酸钾为主剂其他数种药剂指以高锰酸钾为主剂其他数种药剂为辅剂的高锰酸盐复合药剂为辅剂的高锰酸盐复合药剂预氧化技术表现出了预氧化技术表现出了良好的氧化和助凝效果良好的氧化和助凝效果采用高锰酸盐和臭氧复合氧采用高锰酸盐和臭氧复合氧化的方式可使两种氧化剂优势互补化的方式可使两种氧化剂优势互补从而减少臭氧氧从而减少臭氧氧化过程中所产生的副产物
基于顺序氯化消毒工艺改进的 消毒工艺
结合传统的氯消毒剂投加点，通过改变加氯 点的方式，在水厂可行的组合氯消毒工艺可以有 以下6种形式:
HOCl
3 -接近100% 2 pH＞9.0时， ClO
+ NH = NH Cl + H2O
NH2Cl (monochloramine) is less effective but longer lasting combined chlorine
HOCl特点：
饮用水加氯消毒副产物污染及控制措施1
烷及三溴甲烷， 其中三氯甲烷出现的频率最多， 含量最 高， 约占三卤甲烷的 %"B以上。据研究表明三氯甲烷具 有致突变性和动物致癌性。 氯化消毒副产物除三卤甲烷 卤代酮， 卤代丙烯腈， 外， 还 有 难 挥 发 性 卤 乙 酸 C>**=D ， 三氯硝基甲烷， 水合三氯乙醛， 氯化氰， 甲醛， 乙醛， 卤代 酚等。 卤乙酸主要为二氯乙酸和三氯乙酸， 出厂水中卤乙 酸的含量仅为三卤甲烷的一半， 但其致癌风险大约是三 卤甲烷的 !! 倍 @!A。 卤代酚也是一种难挥发性氯化消毒副产物， 在氯化 消毒后， 水中主要检测出下列几种氯酚： !E氯酚、 (E氯
河南科技 !""#$% 上
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!"#!$%&’#$(!$)
生 态 环 境
酚、 !， &’ 二氯酚、 !， #’ 二氯酚和 ! ， &， #’ 三氯酚。氯酚是 一种具有强烈刺激性气味的化合物， 对水的感官性能影 响较大， 使水产生嗅味。 某些氯酚如 ! ， (， &’三氯酚和 ! ， 通过优化水力混合条件、 选择适宜的混凝剂与助凝 剂、 调节 64 值等措施， 强化混凝沉淀效果， 提高常规工 艺对有机物和藻类的去除能力。采用生物滤池， 集生物 作用与过滤作用于一体， 提高滤池去除氨氮、 亚硝酸盐 氮与有机物的效果。 有关研究结果认为各单元处理工艺去除不同分子 量的溶解性有机物具有明显互补性： 混凝沉淀对分子量 大于 -"""" 的有机物基本能够去除，对 (""">-"""" 的 有机物可去除一半左右， 而对小于 -""" 的有机物基本无 去除作用； 活性炭吸附对分子量大于 (""" 的有机物基本 不能去除， 对 (""">2"" 之间的有机物能有效吸附 728， 而对 生物处理能 小于 2"" 的有机物由于亲水性强难以吸附； 有效降解分子量小于 -""" 的亲水性有机物，能对分子 量在 (""">-"""" 之间的有机物依靠生物膜吸附作用予 以去除。 因此， 对于不同水源水， 一旦摸清其中有机物分 子量分布规律， 就可以根据不同单元处理工艺选择去除 有机物相适应的处理工艺。 预氯化消毒是指在混凝沉淀前加氯以改善混凝沉 淀效果和防止藻类生长，但易产生大量氯化副产物， 因 此应取消预氯化， 尽可能将加氯时间后移， 可采用中途 加氯，在管网中途的加压泵站或贮水池泵站补充氯， 既 能保证末梢水存有余氯， 又不致使水厂附近的管网水含 余氯过高， 从而减少副产物的形成。 传统消毒剂为氯气、 次氯酸钠和次氯酸钙。在饮用 水消毒领域， 人们正在使用或研究其他消毒方法， 以满 足人们对饮用水安全性要求。目前， 研究较多的消毒剂 有臭氧、 二氧化氯、 双氧水、 紫外线、 光化学物质以及它 们的联合工艺。 四、 小结 随着人们生活水平的不断提高， 已有越来越多的人 们开始认识到饮用水水质与健康有着密切关系， 迫切需 要饮用安全优质水。因此， 各国都制定了严格的饮用水 标准。我国政府及有关部门已足够重视水质治理工作， 探索多种途径来控制水中三卤甲烷生成问题， 有些方法 已用于生产并收到成效， 有的尚处于实验阶段。综合国 内外技术， 并结合我国国情， 应争取找到经济、 合理、 有 效、 简便的水处理措施， 以提高饮用水水质， 保障人民身 体健康。
消毒副产物的污染与控制
一级 沉砂、除油、化学絮凝 曝气
二级 澄清 消毒
污泥处理
生活污泥
消毒副产物：余氯和三卤甲烷
三溴甲烷（Bronoform） 结构式CHBr3 ，分子量 252.77。无色重质液体，
有似氯仿味。相对密度 (20℃/4℃):2.89，熔 点:6-7℃;沸点149.5℃。
三氯酚
分子式 C6H3C3O ，分子量 197.44。无色针状结晶或黄色 固体，有强烈的苯酚气味;;熔点 68℃;沸点246℃;溶于水，易溶
于醇、醚、氯仿、甘油、石油 醚、二硫化碳;密度:相对密度水 =1)1.4901(75/4℃);主要用途:用
作染料中间体、杀菌剂、防腐 剂，也用作聚酯纤维的溶剂
尾部控制
• 开发新型净水技术•Fra bibliotek将自来水充分煮沸。
• 采用联合消毒法：自来水消毒的方法有许多，每 种方法有其特有的优缺点，自来水厂选用的时候 均为结合各方面因素的综合考虑结果。目前已有 许多学者开始研究两种甚至几种方法联合消毒。 常见的有紫外线与氯联合消毒、生物氧化结合臭 氧消毒的技术等。
微溶于水，溶于乙醇、 乙醚、氯仿、苯。
二溴一氯甲烷 （Dibronochloromethane）。结构式 CHBr2Cl ，分子量208.3。无色液体。相 对密度(20℃/4℃):2.445，沸点116122℃。难溶于水，溶于醇、苯醚等有 机溶剂。
一溴二氯甲烷（Bromodicloromethane） 结构式CHBrCl2 ，分子量163.8。无色 液体。相对密度(20℃/4℃):2.006，沸 点:90.1℃，熔点-56.9℃。难溶于水， 易溶于醇、苯、醚等有机溶剂。
• 二氯甲烷的分式： CH2Cl2 ，是不可燃低沸 点溶剂，常用来代替易燃的石油醚、乙醚
消毒技术与消毒副产物
生物预处理
生物预处理方法是在常规物理化学处理工艺前增设生物处 理装置,借助装置中富集的微生物群体的新陈代谢,减少水 中三氯甲烷前驱物的量,从而限制三氯甲烷的生成。生物预 处理法对有机物(以TOC计)的去除率不高,仅30% ～ 40%, 但当该法与传统处理相结合时,对进出水的致突活性 比较研究表明:生物预处理与传统处理相组合的处理工艺可 以有效降低氯化水中三氯甲烷的含量 。该法对三氯甲烷前 驱物控制机理可能是由于生物预处理对水中有机物化学结 构的改变导致后续传统工艺提高对三氯甲烷前驱物的去除 效果。饮用水生物预处理一般采用生物膜法,主要包括生物 接触氧化、生物滤池、生物转盘、生物流化床等。生物处 理能有效去除前体物质且可大幅度降低后续加氯量,工程运 用效果较好。
化学氧化法
高锰酸钾(KMnO4)可以显著地控制氯化副产物的生成， 降低水的致突变性，使水中有机污染物的数量和浓度 均有显著的降低，水的致突变性由阳性转变为阴性或 接近阴性。用KMnO4去除与控制水中的有机物，不必 改变常规的净水工艺流程，只需在投加混凝剂之前或 同时投加KMnO4溶液，操作简单，投资费用低。纳米 TiO2光催化水处理技术对于有机污染物特别是致畸、 致癌的氯仿四氯化碳等处理效果极佳，对于表征混和 污染物的化学耗氧量去除效果较好。
消毒副产物
在氯消毒等情况下，水中会产生DBPs，包括挥发性和 非挥发性卤代有机物，如THMs、HAAs、HANs、 HKs、CH、CP、ClO3-，每类物质中含有不同组分的 化合物，其中THMs、HAAs、HANs为主要的副产物。
消毒副产物的去除
混凝法 吹脱法 活性炭吸附 生物预处理 化学氧化法 膜过滤
吹脱法
根据三氯甲烷具有挥发性,采用曝气法吹脱。曝气法有 跌水曝气法、摇动法、煮沸法等。该方法只适用于处 理量较低的情况,且能耗较高。
4-消毒副产物
HOCl = H+ + OCl– HOCl is about 80 - 100 times more effective than is OCl- for E. Coli – [HOCl] + [OCl-] = free available chlorine
清华大学环境科学研究所 http:// /, http:// www.china-popsorg/
5
3
Produce Oxidised Organics Produce Halogenated Organics Produce Inorganic By-Products
清华大学环境科学研究所
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清华大学环境科学研究所
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Consumers Guide to Drinking Water Quality
“The likelihood of such by-products forming can be greatly reduced by treating the water to lower levels of dissolved organic matter before chlorine is added for disinfection purposes”
“o ”表示为列入我国“水中优先控制污染物黑名单”的有 机物 “x”表示为列入美国“水中优先控制污染物黑名单”[2]
清华大学环境科学研究所 http:// /, http:// www.chinபைடு நூலகம்-popsorg/
Consumers Guide to Drinking Water Quality
16消毒副产物的污染与控制
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4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的 错儿。 07:32:1 507:32: 1507:3 2Wednesday, August 26, 2020
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5、知人者智，自知者明。胜人者有力 ，自胜 者强。 20.8.26 20.8.26 07:32:1 507:32: 15Aug ust 26, 2020
二氯甲烷
• 二氯甲烷的分式： CH2Cl2 ，是不可燃低沸 点溶剂，常用来代替易燃的石油醚、乙醚
等，并可用作牙科局部麻醉剂、制冷剂和 灭火剂等。相对分子质量84.93 ，性状为无 色液体。有醚样气味。易挥发。其气体不
燃烧，与空气混合也不爆炸。能与乙醇、 乙醚和N,F-二甲基甲酰胺混溶，溶于约50份 水中。相对密度(d20/4)1.3255。凝固点95℃。沸点 39.75℃。高浓度蒸气有麻醉性。 有刺激性。
三氯酚
分子式 C6H3C3O ，分子量 197.44。无色针状结晶或黄色 固体，有强烈的苯酚气味;;熔点 68℃;沸点246℃;溶于水，易溶
于醇、醚、氯仿、甘油、石油 醚、二硫化碳;密度:相对密度水 =1)1.4901(75/4℃);主要用途:用
作染料中间体、杀菌剂、防腐 剂，也用作聚酯纤维的溶剂
• 长期饮用氯化水对生殖也有影响，可能引起自 然流产、早产和死胎以及出生缺陷，也可能造 成新生儿体重太轻，早熟或胎儿生长延迟等；
• 液氯不能有效杀灭隐孢子虫及其孢囊。
三溴甲烷（Bronoform） 结构式CHBr3 ，分子量 252.77。无色重质液体，
有似氯仿味。相对密度 (20℃/4℃):2.89，熔 点:6-7℃;沸点149.5℃。
•
9、一个人即使已登上顶峰，也仍要自 强不息 。上午 7时32 分15秒 上午7时 32分07 :32:152 0.8.26
消毒副产物新
(3)氯胺消毒
氯胺虽然氧化能力较弱, 但具有较强的持续性。
焦中志等人在研究氯胺对消毒副产物得控制中发现,将氯与氨
氮的比值降至5,能够使单独氯消毒所生成的消毒副产物减少89%,
而二溴一氯甲烷也不再检出;
另外,消毒副产物的生成量与氯胺的投加量呈很好的线性关
系,接触时间对消毒副产物的生成量影响很小,pH升高至8,消毒副
人们开始关注其他消毒方法,其中常见的有二氧化氯、双氧水、氯 胺、紫外线、臭氧以及它们的联合工艺。
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（1） 二氧化氯消毒
二氧化氯消毒技术与氯消毒技术不同之处在于二氧化氯一般只起氧 化作用，不起氯化作用，故它与水中杂质形成的三卤甲烷等副产物比 氯消毒要少得多。 优点：二氧化氯用于饮用水消毒时，几乎不产生三卤甲烷及其它有 机卤代物。与氯相比，二氧化氯对pH 有较宽的适应范围，当pH> 6.5 时，杀菌效率远高于氯。 二氧化氯氧化能力强，是氯气氧化能力的5倍，杀菌同时可以去除 水中色度、臭味、锰等杂质；与臭氧相比, 二氧化氯在水中持续残留 时间较长，可以有效控制二次污染发生。此(THMs) ： 有关THMs与癌症的研究发现，如果动物
长期暴露于高剂量氯仿（TCM）、一溴二氯甲烷（BDCM），可以 导致肝癌和肾癌；此外BDCM还可以诱发动物大肠肿瘤的发生， 其中BDCM 致肿瘤的剂量要低于其它THMs的剂量。其致癌机理的 研究中，在1994年WHO环境卫生基准的专刊中曾报道，TCM不直 接引起DNA的损伤，而溴代THMs却显示出弱的致突变性。
目录 消毒 消毒副产物 消毒副产物控制方法 消毒副产物控制技术工艺介绍
消
毒
消毒是指杀死病原微生物、但不一定能杀死细菌 芽孢的方法。通常用化学的方法来达到消毒的作用。用 于用于消毒的化学药物叫做消毒剂。 饮用水消毒剂的主要作用 a）杀灭饮用水中的病原体； 消毒 b）消除异味和色度； c）氧化铁和锰离子； d）强化混凝沉淀和过滤的作用； e）防止混凝池和沉淀池中藻类的生长； f）防止管网中病原体再生。