消毒副产物BDPs
• 一般消毒过程中氯消毒剂与源水有机物，氧化作用 生成DBPs，以三卤甲烷THMs为例：主要形式有 CHCl3。 • 自然环境水中不可避免的存在着卤族元素Br、I，氯 消毒剂与源水中溴碘离子反应生成的溴代、碘代 BDPs具有比单独Cl2产生DBPs更高的致癌毒性风险。 而碘代DBPs具有更高的细胞遗传性毒素。 • 溴离子来源：一般地表水与地下水都有一定量的溴 离子；另外人为因素，溴甲烷杀虫剂进入土壤，汽 油中二溴甲烷也能分解分解出溴离子。 • 碘化合物普片存在于地球土地、大气、水环境中， 碘离子主要是通过细菌藻类等代谢过程释放与产生。
微污染水中几种消毒副产物
微污染源水
微污染概念： 微污染源水是指有机物、氨氮等指标超过《地 表水环境质量标准》中Ⅲ类水体标准，且有微 量有毒有害化学污染及病原微生物污染的源水。 微污染源水的危害： 微污染源水中的有机物，氨氮，是消毒副产物 (disinfection by-products)DBPs的前驱物，至今 发现的DBPs有700余种，其中三卤甲烷THMs、 卤乙酸HAAs和N-亚硝基二甲胺NDMA由于极强 致癌性以成为给水水质重要控制目标物质。
3.影响产生条件
• 1强化混凝 • 常用的混凝剂有Al2（SO4）2、FeCl3、PFS（聚合硫酸铁）、PAC 等。研究表明，不同类型混凝剂对不同DBPs前质的去除效果有 差异。氯化铁和明矾混合使用对腐植酸混凝沉降有较好的效果； 高铁酸盐具有氧化絮凝双重作用，对富里酸去除率达90%以上； 高铁酸盐与聚合氯化铝联用对含藻类源水TOC去除效果优于单 纯用PAC或高铁酸盐。但混凝无法去除分子量低于500的有机物。 • 2.化学氧化 • 臭氧和高锰酸钾是最常用的两种最常用的氧化剂，但研究表明 臭氧与高锰酸钾对TOC的去除率都不高，只有10%-20%，而且经 过氧化预处理后再由氯消毒出水TNMs含量明显上升，所以这两 种氧化并不是去除有机物的有效方法。 • 3.生物氧化 • 借助微生物的新陈代谢把可生物降解的有机物分解成稳定的无 机物，以削减DBPs前质含量，主要方法有生物滤池、生物流化 床、生物转盘氧化池膜生物反应器等。有效地降低DBPs前质。 但生物氧化受环境影响大。微生物代谢物溶解在水中也会导致 消毒副产物增加。
思考：如何消除消毒副产物
1.氧化消毒 （二氧化氯） 由于成本和控制条件制约，现在 水厂一般使用的氧化消毒剂还是 以氯为主，主要的氯消毒剂有氯 气，氯胺，二氧化氯等，所以在 消毒环节是不可避免产生BDPs。
• 因素：
2.副产物前物
天然有机物NOM、DOM、HA、FA， 微生物细胞包内物，细胞外物EPS， 代谢物EOM、SMP。 总有机碘TOBr、总有机溴TOI、 碘溴离子氨氮。
消毒副产物的产生
• 溴代碘代消毒副产物Br-DBPs、I-DBPs
• 以下说明Br-DBPs • 产生机理：氯消毒产生次氯酸与溴离子生成氧化性 更强的次溴酸或次溴酸盐，导致溴代副产物的产生。 溴代副产物影响三卤甲烷的种类分布，以THMs为例， 当Cl2/Br-比例升高时，出水的CHClBr2、CHCl2Br， CHCl3会增加。卤乙酸HAAs的规律相似。 • HOBr的取代反应速率是HOCl的16倍。根据对溴离子 浓度高的湖水加氯处理生成的卤化物表明：三溴甲 烷CHBr3生成量是单独氯生成三氯甲CHCl3烷的4倍。 • 碘代消毒副产物产生机理与溴代类似。
NDMA前物
• 据发现主要NDMA前物被基本限定为二甲胺和 含二甲胺官能团的叔胺，来源主要来自于工业 废水，少量来之生活污水。根据消毒剂的不同 产生的NDMA含量由低到高为：ClO-＜＜NH2Cl ＜NHCl2 • 目前对于NDMA前物的去除的研究在于起步于对 溶解性有机氮DON的去除中，有强化混凝，膜 处理，固相吸附，但由于DON的分子量范围广， 上述方法去除效果都不佳。为微污染谁研究增 添了新方向。
• NDMA是水处理领域中一种新发现的消毒副产物，其慢性毒性 可引起肝癌、肺癌及神经系统损伤，致癌风险性远高于三卤甲 烷等卤代消毒副产物。 • 目前在美国、加拿大、日本等世界各地水厂均有NDMA的检出， 多与消毒剂氯胺、臭氧的使用有关。 • 研究发现NDMA是在消毒过程中亚硝盐被氧化成亚硝酸与前物 二甲胺（DMA）等类物质在亚硝酸反应生成NDMA，或者是研 究还表明甲醛，消毒过程有Br-参与都会促进亚硝化作用。 • 产生机理 • a.消毒过程中亚硝酸盐被自由氯氧化成亚硝酸，亚硝酸与前物 二甲胺DMA反应生成。 • b.消毒过程中1,1-二甲肼UDMH被氧化形成的：首先是氯与氨反 应生成一氯胺，然后DMA与一氯胺反应生成UDMH，最后UDMH 被氧化成NDMA。
有机物预处理
有机物预处理
• 4光降解 • 许多研究认为紫外光能破坏水中溶解性有机物的结构， 增加其生物可降解行。光降解可以与生物氧化联合使用。 • 建议：结合过滤对有机物去除消毒前预处理可以联合光 降解与生物流化床工艺，若水质恶化，有机物含量过高 时，可以在前对应水质添加对应的强化混凝工艺。
NDMA含氮消毒副