二氧化氯无机消毒副产物净水工艺过程控制-硕士研究生开题报告.doc

哈尔滨工业大学 硕士学位论文开题报告 题 目：二氧化氯无机消毒副产物的净水工艺过程控制 院 （系） 土木与环境工程学院 学 科 环境科学与工程 导 师 教授 研 究 生 学 号 开题报告日期 年10月09号 研究生院制 二〇一 年九月 目 录 1 课题来源及研究的目的和意义 1 1.1课题的来源 1 1.2课题研究的背景和意义 1 2 国内外在该方向的研究现状及分析 2 2.1国外研究现状 2 2.2 国内研究现状 2 2.3国内外文献综述的简析 3 3 主要研究内容 4 3.1 检测方法探究 4 3.2 控制工艺优化 4 4 研究方案及进度安排，预期达到的目标和取得的研究成果 5 4.1 研究方案 5 4.2预期达到的目标和取得的研究成果 6 4.3 进度安排 6 4.4 课题创新点 6 5 为完成课题已具备和所需的条件和经费 7 6 预计研究过程中可能遇到的困难和问题以及解决的措施 7 6.1 研究过程中可能遇到的困难和技术问题 7 6.2 解决的措施 7 7主要参考文献 7 1 课题来源及研究的目的和意义 1.1课题的来源 二氧化氯作为最有潜力的替代液氯消毒的消毒剂之一，无机消毒副产物超标的问题亟待解决。在饮用水消毒有效消除微生物污染的同时，减少可能带来的公众健康威胁。深圳水务集团技术委员会特申请立项课题，通过优化消毒工艺，有效控制无机消毒副产物超标风险。 1.2课题研究的背景和意义 饮用水消毒旨在有效减少或彻底消除病原微生物，以防止水源性传染病的暴发。消毒手段有物理方法，如紫外线消毒等，但应用历史最长、范围最广的为化学处理法中的加氯消毒。 饮用水液氯消毒在控制水源性传染病的发生和流行中起到了巨大作用。最早在1896年，加氯消毒第一次被用于位于美国Kentucky州Louisville湖的一座水厂，并于1908年作为独立的子工艺被正式合并在水处理工艺中[1]。之后，液氯消毒被广泛采用，直到第二次世界大战时期，成为世界范围内公认的用于控制水介质传染病的基本标准方法。随着微量有机物检测方法的改进，人们发现氯与水中有机物反应产生三卤甲烷、卤乙酸等有机卤代物，其中三卤甲烷已被确认为致癌物质，其他有机卤代物也被证实对人体有不同程度的致癌、致畸、致突变等危害作用，这引起了人们对液氯消毒安全性的极大忧虑。利用替代消毒剂（消毒方法）减少有机卤代物的研究日益广泛起来，臭氧、紫外线等都具有比较好的消毒效果，但又由于其自身的局限性限制了它们的广泛应用。 多种替代消毒剂中，消毒效率：臭氧二氧化氯液氯氯胺，消毒效果的持续性：氯胺液氯二氧化氯臭氧[2]。综合来看，二氧化氯的消毒能力值得关注。经研究，二氧化氯具有高效广谱的杀菌消毒效果[3]，对病毒、隐孢子虫、贾第虫和斑贻贝等生物的杀灭更有效。即使低浓度时在水中扩散速度与渗透能力也比氯快，因此用量少、作用快、杀菌率高。同时杀菌特性几乎不受pH影响，且杀菌效果明显好于Cl2；能有效控制藻类、腐败植物和酚类化合物产生的嗅味问题；对于铁、锰、硫化物、氰化物和亚硝酸盐及多种有机污染物能够通过氧化反应去除；不与氨、溴化物等反应形成有毒有害副产物，在水中的剩余量将延长或保证管网水中的消毒作用[4]。 相较于液氯消毒，二氧化氯消毒被证实有多种优势，但在推广使用过程中仍存在很多问题。其中最主要的问题之一是消毒副产物超标问题。虽然二氧化氯与天然有机化合物（NOM）反应生成的卤代物比液氯少，但无机副产物——亚氯酸盐、氯酸盐问题不容忽视。在深圳市多家使用二氧化氯消毒的供水厂中，亚氯酸盐超标的问题仍然存在。解决无机消毒副产物超标问题，有以下几点意义： 保证二氧化氯在饮用水消毒中，不会引起副产物的潜在公众健康威胁； 对现行已采用二氧化氯的水厂进行工艺改进，保障出厂水中消毒副产物达标； 为二氧化氯进一步推广，以替代液氯消毒提供技术可行性支持。 2 国内外在该方向的研究现状及分析 2.1国外研究现状 在发达国家,ClO2在饮用水净化方面的应用已很普及。近年来,北美已有1000家左右的自来水厂使用ClO2 ,在欧洲的使用则更为流行。 2.1.1 无机消毒副产物的检测方法 亚氯酸盐和氯酸盐在检测中会相互干扰。生活饮用水检测标准中推荐连续碘量法和离子色谱法作为检测二氧化氯及其无机消毒副产物的方法[5]。离子色谱对两者的测定比较准确[6]，但氯酸盐相对更难测一些。对于氯酸盐的检测，S.G. Hossei