二氧化氯在饮用水处理中消毒副产物污染的状况及控制方法

1、饮水中毒副产物亚氯酸盐的来源

在使用ClO2作为消毒剂时,ClO2在光和热的作用下岐解会产生一定量的ClO2-ClO3-,同时,ClO2与水中的部分无机物和有机物反应也会生成ClO2-ClO2-的形成和ClO2的消耗几乎是平行的,残余ClO2-的浓度始终是ClO270% 左右。

2、毒副产物ClO2-ClO3-BrO3-的毒性

对其无机副产物ClO2-ClO3-BrO3-的毒性问题国内外学者已有大量的研究。研究表明,三卤甲烷和卤代醋酸具有致癌、致畸、致突变作用,而亚氯酸盐与氯酸盐会引起少儿神经系统效应和贫血。亚氯酸盐属于生成高铁血红蛋白的化合物。因此,世界卫生组织规定,在饮用水中亚氯酸盐的含量标准为<200μgL ,国际癌症研究所将亚氯酸盐归入易见的致癌物类中。

3、饮水中毒副产物亚氯酸盐的控制

由于ClO2及其相关无机副产物ClO2-ClO3-BrO3-在高剂量或者高浓度时具有潜在的毒性,美国国家环保局推荐在给水系统中残余ClO2-ClO3-BrO3-的总和不能超过10 mgL,因此,在水处理中要尽可能地使ClO2得以反应完全,且尽可能地降低ClO2-ClO3-BrO3-生成量。必须强化加氯工艺,减少加氯量、加氯时间、增加活性炭吸附等深度处理方法,要改进二氧化氯发生器的生产工艺,提高二氧化氯发生纯度和原料的转化率,以便减少ClO2-ClO3-的产生,再要通过控制ClO2投加剂量和条件,利用Cl2ClO2协同进行水质处理等方法来减少ClO2-ClO3-的形成。也可通过投加粉末活性炭或颗粒活性炭,在相对高的剂量(1020 mgL)和低pH(5565)时,粉末活性炭能够有效去除ClO2-。利用颗粒活性炭有效去除ClO2-且减少ClO3-的生成,其最有效的方法是降低颗粒活性炭的运行周期,且进水中没有氯的存在。采取降低水中有机物浓度、降低pH值、降低水力负荷、降低颗粒活性炭颗粒大小以及提高温度等方法来提高ClO2-的去除效果。要使ClO2-得以彻底地去除,该反应过程必须不能有副产物ClO3-的生成,同时反应速度要快。

经过研究表明,可采用加入亚铁离子方法在pH值为57之间,用亚铁离子与各种浓度的ClO2反应,其化学反应过程为:

4Fe2+ + ClO2-+10H20→4 Fe (OH)3↓ + Cl- +8H+

pH>5时,反应速度非常快,溶解氧在pH<10的介质中对反应的影响很小,且Fe2+的反应副产物4Fe(OH)3对后处理或配水系统不会构成影响。

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