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氯及氯胺消毒中三卤甲烷生成特性及检测方法的研究

作　者: 张伟伟
导　师: 李圭白
学　校: 青岛理工大学
专　业: 市政工程
关键词: 饮用水三卤甲烷氯氯胺
分类号: TU991.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

消毒是饮用水处理工艺的重要组成部分,是居民饮用水安全、卫生的最后保障。游离氯消毒以成本低、效果好、使用方便等优势,成为国内外水厂中应用最为广泛的消毒技术,在控制水介病毒性传染病的流行中发挥了重大的作用。由于氯消毒过程中会形成消毒副产物,对人体健康形成一定的危害,因此对饮用水中消毒副产物的研究成为世界饮用水消毒行业研究的热点,对替代消毒剂及其组合工艺的研究也成为保障饮用水水质安全的重要措施。本研究对于控制饮用水中消毒副产物,提供优质供水,保障居民用水安全有非常重要的意义。本文对我国水源水污染现状和现有饮用水卫生标准进行了综合评述,分析了饮用水消毒技术及其消毒副产物问题的现状及发展。在现有的三卤甲烷标准检测方法的基础上进行一定的改进,采用液液萃取—气相色谱(ECD)联用技术,建立了快速、准确有效的三卤甲烷分析方法;确定了三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和三溴甲烷四种物质的标准曲线,并对四种组分的质量控制进行分析研究,为准确测定三卤甲烷类消毒副产物的生成量提供了必要的方法。针对我国现有水源水质的特点,本文以腐殖酸做为天然水体中消毒副产物前体模拟物,以溴离子为背景溶液,研究了氯及氯胺消毒过程中各反应因素对三卤甲烷生成情况的影响,探讨了三卤甲烷的生成特性。试验结果表明,氯消毒中三卤甲烷生成量随投氯量、有机物浓度、pH、水温、溴离子浓度和反应时间的增加而增加,其中三卤甲烷的生成量与TOC之间存在较为显著的线性关系。试验发现氯胺消毒可大大减少氯消毒带来的副产物问题。采用氯胺消毒时,三卤甲烷生成量随氯胺投加量、Cl/N、有机物浓度、温度、溴离子浓度和反应时间的增加而增加,随着pH的增大而减少,其中三卤甲烷生成量与氯胺投加量之间呈一定的线性关系。但是总体来说,氯胺消毒生成三卤甲烷类消毒副产物的能力很弱,改变反应条件对三卤甲烷生成量的影响不大,只有当氯与氨氮的比值大幅提高时,三卤甲烷生成量才会有较大的增加。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
第1章绪论  10-21
  1.1 我国水源现状及饮用水标准  10-12
    1.1.1 我国饮用水水源污染现状  10-11
    1.1.2 我国饮用水卫生标准  11-12
  1.2 饮用水消毒技术研究  12-15
    1.2.1 氯消毒技术发展及现状  12
    1.2.2 替代消毒技术介绍  12-14
    1.2.3 联合消毒技术  14-15
    1.2.4 消毒技术的发展方向  15
  1.3 氯消毒副产物研究  15-19
    1.3.1 消毒副产物问题的产生与发展  15
    1.3.2 消毒副产物的危害  15-16
    1.3.3 消毒副产物生成机理  16-17
    1.3.4 国内外氯消毒副产物标准  17-18
    1.3.5 氯消毒副产物控制方法  18-19
  1.4 研究目的和意义  19-20
    1.4.1 研究意义  19
    1.4.2 研究目的  19-20
  1.5 小结  20-21
第2章试验内容及方法  21-27
  2.1 研究内容及路线图  21-22
    2.1.1 研究内容  21
    2.1.2 研究技术路线  21-22
  2.2 试验水样的配制及试验步骤  22-25
    2.2.1 天然水源组分分析  22-23
    2.2.2 水样配制  23-24
    2.2.3 试验步骤  24-25
  2.3 常规水质指标检测方法  25
  2.4 氯及氯胺浓度的测定  25-27
    2.4.1 测定原理  25
    2.4.2 试验试剂  25-26
    2.4.3 测定方法  26-27
第3章三卤甲烷分析方法研究  27-36
  3.1 概述  27-29
    3.1.1 富集技术  27-28
    3.1.2 分析检测方法  28
    3.1.3 检测器  28-29
  3.2 三卤甲烷测定方法  29-30
    3.2.1 方法提要  29
    3.2.2 试剂  29
    3.2.3 使用仪器  29-30
    3.2.4 气相色谱条件  30
    3.2.5 操作步骤  30
  3.3 三卤甲烷标准曲线的确定  30-33
    3.3.1 操作步骤  30
    3.3.2 标准溶液气相色谱图及标准曲线图  30-33
  3.4 检测方法的质量控制  33-35
    3.4.1 检出限  33-34
    3.4.2 加标回收率  34
    3.4.3 精密度  34-35
  3.5 小结  35-36
第4章氯消毒中三卤甲烷生成特性的研究  36-50
  4.1 氯消毒生成三卤甲烷机理  36-37
    4.1.1 氯的形态及特点  36-37
    4.1.2 三卤甲烷生成机理  37
  4.2 氯消毒中三卤甲烷影响因素的研究  37-49
    4.2.1 投氯量对三卤甲烷生成情况的影响  38-40
    4.2.2 有机物浓度对三卤甲烷生成情况的影响  40-42
    4.2.3 pH 对三卤甲烷生成情况的影响  42-44
    4.2.4 溴离子浓度对三卤甲烷生成情况的影响  44-46
    4.2.5 温度对三卤甲烷生成情况的影响  46-48
    4.2.6 反应时间对三卤甲烷生成情况的影响  48-49
  4.3 小结  49-50
第5章氯胺消毒中三卤甲烷生成特性的研究  50-64
  5.1 氯胺特点及配制方法  50-51
    5.1.1 氯胺形态及特点  50-51
    5.1.2 氯胺消毒生成三卤甲烷机理  51
    5.1.3 氯胺溶液的配制  51
  5.2 氯胺消毒中三卤甲烷影响因素的研究  51-62
    5.2.1 氯胺投加量对三卤甲烷生成情况的影响  51-53
    5.2.2 Cl/N 对三卤甲烷生成情况的影响  53-55
    5.2.3 有机物浓度对三卤甲烷生成情况的影响  55-56
    5.2.4 pH 对三卤甲烷生成情况的影响  56-58
    5.2.5 温度对三卤甲烷生成情况的影响  58-59
    5.2.6 溴离子浓度对三卤甲烷生成情况的影响  59-61
    5.2.7 反应时间对三卤甲烷生成情况的影响  61-62
  5.3 小结  62-64
第6章总结与展望  64-67
  6.1 总结  64-65
  6.2 展望  65-67
参考文献  67-71
攻读硕士学位期间发表的学术论文  71-72
致谢  72

氯及氯胺消毒中三卤甲烷生成特性及检测方法的研究

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