| 有关研究表明,纳滤膜对三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)和水合氯醛三种消毒副产物前体的平均截留率分别达到97%,94%和86%,对主要消毒副产物三氯甲烷的去除率可达到96%,对农药如莠去津和西玛津的去除率都达到90%以上,对藻、藻毒素及致病菌的截留率均达到100%[20]。
4. 消毒副产物DBPs（disinfection by-products）
消毒副产物是在消毒过程中，水中的氯和溴与水中的有机物发生化学反应而生成的化合物,如THMs（三卤甲烷）,HAAs（卤乙酸）,NDMA（二甲基亚硝胺）等，其中THMs和HAAs是两种最为常见的消毒副产物。
在饮用水用氯进行消毒过程中，会产生对人体有致癌作用的NDMA(nitrosodimethylamI ne)，并随着氯或者氯胺的用量的增加而增多。NDMA作为一种亚硝胺，是单氯胺和有机氮化物进行一系列的化学反应产生的。当含有氨的饮用水中，单氯胺被直接用作或者产生用于生成消毒剂。Gerecke和Sedlak[21]表明在自然水域中来自二甲胺（DMA）的NDMA的生成量约占0.6%。在地表水中，DMA是测量有机氮化物最常用的物质之一。同时，他们也表明在使用氯胺处理含高浓度的有机碳（TOC）的地表水时，会加剧导致NDMA的形成。此外，Mitch和Sedlak[22]，Choi和Valentine[23]表明在消毒过程中NDMA的形成会以偏二甲肼（UDMH）的生成为中介。总的NDMA的生成速度会因为UDMH缓慢的反应速度而变得非常缓慢。
NDMA的形成机制包括：（ⅰ）.形成1,1二甲基肼（UDMH），作为DMA与单氯胺反应的中间产物。（ⅱ）.单氯胺将UDMH氧化成NDMA。（ⅲ）.在DMA与单氯胺之间进行可逆的氯转移，这与过程ⅰ是类似的。如下图所示：
图3.二甲胺与单氯胺生成二甲基亚硝胺的反应过程图示
Mitch等人[24]研究认为NDMA的生成速率与PH值有关，并且最高速度在PH=7与PH=8之间。他们指出，NDMA的生成以UDMH为中介产物对水的氯化消毒有重要影响，原因在于它的最大生成速率在PH=6与9之间，而这正是水处理的适当范围。UDMH的生成速率在PH=8时得到加快。消毒过程中长时间的接触会使得NDMA的生成量增多。
先前的调查表明在NDMA的生成与其他因素也有关系，诸如NDMA前驱物、无机物浓度。Mitch和Sedlak报道NDMA小生成速率与单氯胺的浓度正相关，并且由于反应缓慢随着时间的推移会呈现线形增加。
表2.在PH=7下二甲胺与单氯胺生成二甲基亚硝胺的反应式及速度常数k
反应方程式
PH=7，速度常数k，(25℃) (M-1s-1)
(1) NH2Cl + (CH3)2NH → (CH3)2NCl + NH3
K1 = 1.4×10-3
(2) (CH3)2NCl + NH3 → NH2Cl + (CH3)2NH
K2 = 5.83×10-3
(3) NH2Cl + (CH3)2NH → (CH3)2NNH2 + H+ + Cl-
K3 = 1.28×10-3
(4) (CH3)2NNH2 + 2NH2Cl + H2O → (CH3)2NNO + 2NH4+ + 2Cl-
K4 = 1.11×10-3
鉴于消毒副产物所造成的危害，目前控制消毒副产物的途径可分为三大类[25]：⑴采用替代消毒剂和消毒方法。常用的替代消毒剂和消毒方法研究较多的是臭氧、二氧化氯、KMnO4、紫外线及他们的联合工艺；⑵去除消毒副产物的前驱物质，消毒副产物的前驱物质主要是水体中的腐殖酸（HA）、富里酸（FA）及其他天然有机物。因此去除消毒副产物的前驱物质的研究工作主要集中在去除腐殖酸和富里酸。目前的方法主要有强化混凝法、化学氧化法、活性炭吸附法。；⑶去除消毒过程中已产生的消毒副产物，如用KMnO4、O3等具有强氧化性的物质；活性炭吸附法。
5.结论与展望
近年来人们越来越多地关注于饮用水中的氮类物质的污染问题，促使了饮用水除氮技术长足发展，新技术曾出不穷。预想未来饮用水除氮技术的发展将呈现出以下特点：
含氮物质尤其是消毒副产物种类会越来越多，且趋向于更难处理和降解，由此会引起人们越来越多的关注；
饮用水深度处理技术，越来越来强调物理、化学、生物的净化作用有机地结合起来，充分发挥各自的技术特点和优势，进行综合处理，以期达到最佳的祛除效果；
强调生物处理技术，培育新的生物菌种，增强生态饮用水处理的发展和普及是今后净水技术发展的一大趋势。 3/4 首页 上一页 1 2 3 4 下一页 尾页 |
