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随着科技进步与工业发展,水源水普遍受到污染。游离氯消毒是最为传统的饮用水消毒方法。由于其较强的杀菌能力,使用方便,成本低,以及能在水中保持一定数量的余氯,被广泛用于各饮用水消毒工艺。然而,在氯化消毒的同时,水中某些有机物如腐殖酸、富里酸等会与氯反应,产生三卤甲烷和其它致癌卤化副产物。为了减少消毒副产物的生成,降低有效氯的用量,臭氧等替代消毒方法应运而生。但是,臭氧消毒也会产生一些中间产物,如不饱和醛类、环氧化合物等。同时,臭氧不能有效的去除氨氮,对水中有机氯化物亦无氧化效果。所以,组合消毒工艺脱颖而出。此外,目前国内针对病毒灭活的研究多数限于卫生、医学消毒等领域,对实际水处理中的消毒工艺的指导作用非常有限,因此针对病毒的饮用水消毒工艺的相关研究亟待开展。本课题将以MS2噬菌体为饮用水中病毒的指示物,研究臭氧/游离氯及其组合工艺(臭氧和氯)对病毒的灭活效果,pH、温度、氨氮、颗粒物、有机物、离子等对消毒工艺的影响,比较连续性饮用水处理过程中各工艺段病毒灭活效果,并对实际饮用水厂各工艺段病毒灭活效果进行调查研究。在间歇性试验中,臭氧能有效灭活MS2噬菌体,在去离子水中,初始投加量为0.25mg/L,能将MS2噬菌体按USEPA要求降低4log(即99.99%的灭活率),其CT值为0.32min·mg/L。而在滤后水中,需要投加1mg/L才能达到4log灭活率,其CT值大于5min·mg/L。在各影响因素中,pH值、温度、颗粒物、有机物和溴碘离子对臭氧灭活MS2噬菌体有一定影响,其中以pH值、有机物和溴碘离子影响较大,而氨氮和氯离子对臭氧消毒效果没有任何影响。就模型拟合结果来看,Chick模型和Chick-Watson模型适合模拟高臭氧浓度,低影响因素等条件下符合一级动力学的灭活曲线。Hom模型虽能模拟偏离一级动力学的灭活曲线,但其拟合参数的离散程度较大。就四种模型而言,Jason模型具有最适用与拟合臭氧灭活MS2噬菌体的灭活曲线。对于游离氯而言,在去离子水中,初始投加量为1mg/L,即可将MS2噬菌体按USEPA要求降低4log(即99.99%的灭活率),其灭活4log的MS2的CT值为0.8min·mg/L。在滤后水中,灭活4log的MS2噬菌体需要2mg/L的游离氯,CT值大于180min·mg/L,为去离子水CT值的200倍以上。在各影响因素中,pH值、温度、氨氮、颗粒物和有机物对游离氯灭活MS2噬菌体有一定影响,而氯溴碘离子对游离氯消毒效果没有任何影响。Chick模型和Chick-Watson模型适合模拟高游离氯浓度,低影响因素等条件下符合一级动力学的灭活曲线。Hom模型既适合模拟符合一级动力学的灭活曲线,更能模拟偏离一级动力学的灭活曲线,但是Hom模型拟合参数的离散程度较大。就四种模型而言,Jason模型具有最适用与拟合游离氯灭活MS2噬菌体的灭活曲线。在连续性试验中,仅消毒过程而言,要使消毒剂灭活41ogMS2噬菌体,臭氧最低投加浓度为1mg/L,而氯的投加浓度为2mg/L。臭氧和氯联合消毒的效果较好,具有一定的协同作用。在组合工艺中,只需要0.5mg/L臭氧和0.25mg/L氯即可灭活4log的MS2噬菌体。就处理工艺而言,混凝沉淀和砂滤过程能灭活大量的MS2噬菌体,混凝沉淀可以灭活3log左右的MS2噬菌体,而砂滤过程可以灭活1log左右的MS2噬菌体。然而生物活性炭工艺却会增加水体中噬菌体的浓度,增加噬菌体效价从0.08log-1.3log不等。就实际饮用水厂各工艺段MS2检测情况来看,上海三水厂原水中平均含有103-104pfu/100L的MS2噬菌体,并且以夏天所含MS2噬菌体浓度最大,春秋两季次之而冬季原水中所含的噬菌体浓度最低。经过混凝沉淀后,能灭活3log左右的MS2噬菌体,并且在砂滤出水中已检测不到MS2。可以认为,整个消毒工艺总共去除4log的MS2噬菌体,达到USEPA的去除标准。