臭氧消毒溴酸根产生及其去除.ppt

臭氧消毒溴酸根产生及其控制 当水中含Br 时 O3可氧化Br 为BrO 3 其中间产物HOBr OBr 会与水中NOM反应生成具有潜在致毒性的溴代有机副产物 如三溴甲烷 溴化苦 硝基溴仿和二溴乙腈等 但由于大部分NOM与HOBr OBr 的反应常数远小于O3与NOM的反应常数 一般水厂中溴化副产物的生成量可以忽略不计 因此 臭氧氧化含Br 水的主要副产物是溴酸根 溴酸根危害 知多少 1990年 IARC 国际癌症研究组织 将溴酸根列为潜在致癌物质 1993年WHO将溴酸根规定为2B级致癌物 动物实验确认其有致癌性 微生物实验发现其有致突变性 一个饮水2L d 体重70kg的成年人 摄入3 g L的溴酸根的致癌风险率为 美国环保局饮水标准中规定溴酸根的最高允许浓度10 g L 期望值是不检出 2004年世界卫生组织将 饮用水水质标准 中溴酸根限值从25 g L修订为10 g L 2007年 我国建设部颁布的行业标准CJ T206 2005 城市供水水质标准 中溴酸根限值也为0 01mg L 臭氧消毒时测定 溴离子的来源 地球上大部分的溴元素以Br 的状态存在于海水 65000 g L 和咸水湖中 影响水源水中Br 浓度水平的自然因素包括海水 咸水入侵和矿物沉积 影响地表水中Br 浓度的主要人为因素为城市降雨径流 来源季节性除冰剂溶解 车辆尾气中的二溴乙烷排放及大气沉降 目前 我国水源水中Br 的浓度分布还未见报道 中国科学院生态环境研究中心环境水质学的一个学术报告从2003年12月至2004年3月对沿海城市深圳市55个主要供水水库进行了取样分析 结果表明 Br 含量最大值为73 3 g L 平均值为24 g L 深圳受污染的河流中Br 浓度可达1000 g L以上 郑州市水源中的Br 可达200 g L 溴酸根是如何产生的 3 溴酸根生成的影响因素 1 溴离子浓度2 臭氧投量3 水温4 无机碳5 水中的NOM 天然有机物 6 水的PH 如何控制溴酸根的产生 1 加酸降低pH值 降低pH值可以抑制溴酸根的生成pH值从8 0降低到7 0 溴酸根的生成量可以减少50 66 缺点 对于碱度较高的水源 加酸降低pH值既不经济也不实际 2 加 OH淬灭剂 OH淬灭剂应符合以下要求 首先 淬灭剂与 OH反应迅速但不与臭氧反应 其次 淬灭剂不具有毒性或可通过后续的生物砂滤或生物活性炭滤池去除 可以作为 OH淬灭剂的物质包括甘露醇 乙烷 甲酸盐 乙酸盐和葡萄糖 缺点 去除水中的微污染有机物需要羟基自由基 这样去除不好 3 加HOBr OBr 抑制剂向水中投加NH3可有效抑制HOBr OBr 的生成 具有双键或苯环结构的有机物也可作为HOBr OBr 抑制剂 丙二酸 草酸和乙酸在酸性条件下HOBr OBr 的反应速率均大于和臭氧的反应速率 缺点 一般饮用水的PH的在7 8左右 4 加NH3加NH3并不会影响O3的衰减 因此不会影响臭氧的氧化和消毒效果 加NH3控制溴酸根生成的原理在于NH3与生成溴酸根的中间产物HOBr反应生成溴铵 NH2Br NHBr2 NBr3 然后被O3缓慢氧化成硝酸根和Br 缺点 在一定程度上延缓了溴酸根的生成 但并不一定会减少溴酸根的生成量 5 加H2O26 多相催化臭氧氧化目前 文献中能够削减溴酸根生成的催化剂主要有多孔材料和金属氧化物两种类型 SiO2 Al2O3 比例 为70的超稳Y型沸石可以通过降低水相中臭氧浓度削减溴酸根 Si Al为300的ZSM 5可通过减少中间产物HOBr OBr 来抑制溴酸根 O3 二氧化铈 CeO2 可以将溴酸根的生成量最多减少84 可能原因为CeO2中的非稳态Ce 将BrO 还原 阻止其继续被氧化生成溴酸根优点 氧化能力强 无二次污染 发展前景大 如何去除溴酸根离子 1 活性炭吸附 还原法从 GAC 颗粒活性炭吸附转成 BAC 生物活性炭吸附 溴酸根的去除率逐渐降低 2 Fe0 Fe