1 引言
黃河是沿線50多座城市和420多個(gè)城鎮(zhèn)的生產(chǎn)、生活用水和生態(tài)用水的主要水源.近年來(lái)，受工農(nóng)業(yè)、生活污水排放等影響，黃河有機(jī)污染日益加劇，干流部分區(qū)段和支流水質(zhì)維持在IV~V類和劣V類水質(zhì)水平.受黃河來(lái)水高泥沙影響，引黃水庫(kù)和沉砂池是黃河下游地區(qū)普遍采用的調(diào)蓄和供水方式.然而，黃河原水進(jìn)入引黃水庫(kù)或沉砂池蓄存后，水流速度慢，水庫(kù)周邊的面源污染也會(huì)使得水庫(kù)中氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素含量增加，導(dǎo)致藻類大量繁殖甚至爆發(fā)水華，使得引黃水普遍面臨高有機(jī)物、高藻和高嗅味等問(wèn)題，而引黃水廠采用的常規(guī)凈水工藝一般難于有效應(yīng)對(duì)，因此，對(duì)飲用水水質(zhì)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅.
目前，在引黃水廠出水中嗅味和消毒副產(chǎn)物(DBPs)濃度較高的問(wèn)題尤為突出.常規(guī)的DBPs主要包括三鹵甲烷(THMs)和鹵乙酸(HAAs)等.近年來(lái)，隨著新興強(qiáng)“三致”特性的消毒副產(chǎn)物亞硝胺(包括NDMA)、鹵代硝基甲烷、鹵代乙酰胺等含氮消毒副產(chǎn)物(N-DBPs)和碘代消毒副產(chǎn)物(I-DBPs)等相繼被發(fā)現(xiàn)，飲用水中DBPs的問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注.鑒于DBPs主要從消毒劑與水中有機(jī)物反應(yīng)中產(chǎn)生，探索水中DBPs前體物分子組成規(guī)律，有針對(duì)性地提出控制方法，對(duì)于凈水工藝中有效消減DBPs產(chǎn)生具有良好的指導(dǎo)意義.
化學(xué)預(yù)氧化可降解水中的部分有機(jī)污染物，強(qiáng)化常規(guī)工藝去除污染物的效果，從而起到改善水質(zhì)和減少DBPs生成量的作用.常見的預(yù)氧化劑有氯(Cl2)、二氧化氯(ClO2)、高錳酸鉀(KMnO4)等.研究發(fā)現(xiàn)，用Cl2進(jìn)行預(yù)氧化，能顯著抑制藻類及細(xì)菌的繁殖，降低水的色度和味道，同時(shí)能氧化部分DBPs的前體物以抑制后續(xù)工藝中部分DBPs的生成.ClO2能氧化水中帶有羥基、醛基、酚基等含氧官能團(tuán)的有機(jī)大分子物質(zhì)，不會(huì)生成氯代的副產(chǎn)物，且其作用不受pH和氨的影響.KMnO4不僅能直接氧化水中有機(jī)物，在反應(yīng)過(guò)程中形成的新生態(tài)MnO2也可以通過(guò)吸附、氧化和助凝等作用去除部分有機(jī)污染物，并促進(jìn)水中顆粒物的共沉，有效地控制DBPs前體物.
因此，本文以河南省鄭州市石佛沉砂池沉淀后的黃河水為研究對(duì)象，討論黃河水中DBPs前體物的組成特征，對(duì)比分析不同預(yù)氧化劑對(duì)引黃水消毒副產(chǎn)物生成潛能的作用效果，以期為引黃水中有機(jī)物組成的明晰和預(yù)氧化工藝的選擇提供理論和技術(shù)支持.
2 材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器與分析方法
試驗(yàn)使用的硫酸、氫氧化鈉、磷酸二氫鉀、氯化銨和高錳酸鉀等無(wú)機(jī)試劑均為優(yōu)級(jí)和分析純?cè)噭?gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司(上海).甲基叔丁基醚(MTBE)、正戊烷、甲醇和乙腈等為色譜純?cè)噭?gòu)自J.T.Baker(USA).溶解性有機(jī)碳(DOC)的標(biāo)準(zhǔn)樣品均購(gòu)買自國(guó)家環(huán)保部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所.次氯酸鈉(有效氯濃度52 g · L-1，以Cl2計(jì))為優(yōu)級(jí)純?cè)噭?gòu)自于美國(guó)Sigma-Aldrich公司.配置實(shí)驗(yàn)所有溶液的超純水來(lái)自Milli-Q純水機(jī)(Reference型，美國(guó)Millpore公司).消毒副產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)樣品三鹵甲烷(THMs)與含氮消毒副產(chǎn)物(N-DBPs)混標(biāo)均購(gòu)自于美國(guó)Sigma-Aldrich公司.試驗(yàn)中使用的ClO2(濃度為0.3%)采用TwinOxide(De Tongelreep，Netherl and s)的試劑A(5 g亞氯酸鈉和添加劑)和試劑B(5 g一水合硫酸氫鈉和添加劑)先后加入250 mL超純水中經(jīng)混合而成.
實(shí)驗(yàn)所用原水取自河南省鄭州市石佛原水廠，其主要水質(zhì)指標(biāo)如表 1所示.pH測(cè)定采用FE20-FiveEasy精密pH計(jì)(Mettler Toledo，瑞士);UV254測(cè)定采用UNICO 4802紫外可見分光光度計(jì).水樣氯化消毒副產(chǎn)物生成潛能培養(yǎng)試驗(yàn)均嚴(yán)格控溫在25 ℃條件下進(jìn)行.消毒副產(chǎn)物三鹵甲烷(THMs)、鹵乙腈(HANs)及三氯硝基甲烷(TCNM)等揮發(fā)性 DBPs均采用GC-ECD方法分析，使用儀器為島津GC2010.試驗(yàn)分析中采用HP5毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm，J&W)作為分離柱.
表1 黃河原水水質(zhì)指標(biāo)
?2.2 實(shí)驗(yàn)方法 2.2.1 原水中DOM分子量分布實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)采用超濾膜法(UF)測(cè)定水中溶解性有機(jī)物(DOM)和消毒副產(chǎn)物前體物分子量的分布特性.原水經(jīng)0.45 μm濾膜過(guò)濾后，由高純氮?dú)?99.999%)提供0.15 MPa左右的過(guò)膜壓力，分別通過(guò)切割分子量為30、10、5和1 kDa的UF膜，利用差減法得到5組含有不同分子量DOM的原水，并測(cè)定膜后水的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)，包括總?cè)芙庑杂袡C(jī)碳(DOC)、UV254、消毒副產(chǎn)物生成潛能(DBPFP).分子量分離試驗(yàn)過(guò)程中，持續(xù)利用磁力攪拌裝置攪拌以防止?jié)獠顦O化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響. 2.2.2 原水中DOM親疏水性分離實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)采用AmberliteXAD-8和XAD-4樹脂串聯(lián)進(jìn)行DOM親疏水性分離，過(guò)柱之前先用5 mol · L-1 HCl將試驗(yàn)水樣pH調(diào)至2.0，將XAD-8與XAD-4兩只填充柱串聯(lián)，置于固相萃取裝置上，通過(guò)隔膜泵真空抽吸，水樣依次通過(guò)兩支樹脂柱.吸附在XAD-8樹脂的DOM為強(qiáng)疏水性有機(jī)物，吸附在XAD-4樹脂的DOM是弱疏水性有機(jī)物，而通過(guò)兩種樹脂柱后的DOM則為親水性有機(jī)物.兩支樹脂柱上的有機(jī)物分別采用0.1 mol · L-1 NaOH進(jìn)行洗脫，加酸回調(diào)至中性以備后續(xù)試驗(yàn)測(cè)定;經(jīng)過(guò)兩支樹脂柱后的過(guò)濾液用容器承接，需加堿回調(diào)至中性后進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn).采用樹脂分離DOM需進(jìn)行回收率分析，以UV254、DOC計(jì)，其有機(jī)物回收率在80%~120%之間.
2.2.3 水樣預(yù)氧化方法與參數(shù)
根據(jù)3種不同的預(yù)氧化劑次氯酸鈉(以Cl2計(jì))、二氧化氯(ClO2)和高錳酸鉀(KMnO4)，將實(shí)驗(yàn)分為3組.每組均取1.2 L原水裝入6個(gè)大燒杯中，并按照0~5進(jìn)行編號(hào)，并以80 r · min-1的轉(zhuǎn)速攪拌30 min.攪拌開始后，立即加入同種的不同投加量的預(yù)氧化劑.根據(jù)水廠的水量及不同氧化劑的性能差異，每組加入不同劑量的預(yù)氧化劑，6份水樣中Cl2和ClO2投加量均分別為0(空白樣)、0.5、1.0、1.5、2.0和3.0 mg · L-1(預(yù)氧化劑投加量編號(hào)0~5)，KMnO4的投加量分別為0(空白樣)、0.1、0.2、0.4、0.6和0.8 mg · L-1(預(yù)氧化劑投加量編號(hào)0~5).預(yù)氧化攪拌結(jié)束后，取0.2 L水樣測(cè)試水質(zhì)的DBPs，同時(shí)將水樣過(guò)0.45 μm的濾膜后進(jìn)行DBPFP的培養(yǎng)測(cè)試. 2.2.4 消毒副產(chǎn)物生成潛能(DBPFP)測(cè)試 水樣經(jīng)過(guò)0.45 μm醋酸纖維膜過(guò)濾后，取50 mL放入洗凈的燒杯，加氯前標(biāo)定濃度，加氯量根據(jù)各水樣的水質(zhì)參數(shù)值，按文獻(xiàn)公式計(jì)算.選用磷酸鹽緩沖體系(10 mmol · L-1)，利用酸堿調(diào)節(jié)溶液pH值為7.00±0.02.將以上水樣裝滿45 mL安培瓶，并使用帶有聚四氟乙烯墊片的蓋子蓋緊，測(cè)試瓶反應(yīng)過(guò)程需保證無(wú)氣泡.水樣放置于黑暗環(huán)境的培養(yǎng)箱內(nèi)，溫度控制為(25±1)℃.一般7 d后生成潛能反應(yīng)結(jié)束，向培養(yǎng)液中加入過(guò)量Na2SO3或NH4Cl將剩余氯淬滅，盡快萃取后進(jìn)行分析.
3 結(jié)果與討論
3.1 原水中DOM分子分布組成規(guī)律
3.1.1 原水中DOM與DBPFP的分子量分布特性
應(yīng)用不同截留分子量的UF膜對(duì)黃河原水中DOM進(jìn)行分離后，各樣品分別測(cè)定DOC、UV254和DBPs前體物的含量，經(jīng)計(jì)算各分子區(qū)間DOC含量和UV254如圖 1所示，THMs和N-DBPs生成潛能分布如圖 2所示.
?圖1 黃河原水中DOM的分子量分布
從圖 1可以看出，黃河原水的DOC含量根據(jù)分子量(MW)共分為5組(<1 kDa、1~5 kDa、5~10 kDa、10~30 kDa、>30 kDa)，其占總量的百分比依次為38.39%、20.59%、10.23%、23.65%和7.14%，各分子量區(qū)間內(nèi)UV254的分布規(guī)律與DOC相一致，比例分別為43.96%、15.52%、7.76%、25.01%和7.81%.其中，MW <1 kDa組分的比例最高，MW <5 kDa組分的DOC約占總量的60%.分析結(jié)果表明，黃河原水中DOM主要以小分子量存在形式為主.
從圖 2可以清楚地看出，黃河原水經(jīng)過(guò)氯化DBPs潛能培養(yǎng)后，可檢測(cè)到4種三鹵甲烷(THMs)，分別為氯仿(CF)、二氯一溴甲烷(BDCM)、一氯二溴甲烷(DBCM)和三溴甲烷(BF);還能檢測(cè)到三氯硝基甲烷(TCNM)、二氯乙腈(DCAN)、三氯乙腈(TCAN)、一氯一溴乙腈(BCAN)和二溴乙腈(DBAN)等5種含氮消毒副產(chǎn)物(N-DBPs).黃河原水中各分子區(qū)間有機(jī)物經(jīng)氯化后都有THMs和N-DBPs生成，其中，MW <1 kDa組分具有最高的THMs和N-DBPs生成潛能.這一結(jié)果說(shuō)明MW<1 kDa的組分是生成DBPs的主要前體物，這與Gang等對(duì)不同分子量的前體物對(duì)于三鹵甲烷生成潛能影響的研究結(jié)果相似.一般而言，小分子量的DOM 多含有芳香苯環(huán)和羧基，更易生成THMs;而小分子量DOM中的氨基酸、嘌呤和嘧啶等含氮有機(jī)物(DON)則是HANs的主要前體物.因此，能較好地解釋黃河原水中MW<1 kDa的有機(jī)物組分DBPFP培養(yǎng)后生成的THMs和N-DBPs量最大.根據(jù)相關(guān)研究，在后續(xù)的水處理工藝中采用生物活性炭吸附、光催化氧化、膜技術(shù)等均對(duì)小分子量有機(jī)物的去除有很好的效果.
?圖2 原水中各類型DBPs生成潛能分子量分布
3.1.2 原水中DOM與DBPFP的親疏水性分布特性
摸清原水中有機(jī)物的親疏水特性分布規(guī)律對(duì)于有針對(duì)性選擇水處理工藝具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義.為此，本文采用樹脂分離法獲得了黃河原水中DOM與DBPs前體物的親疏水分布特性，其結(jié)果分別如圖 3和4所示.
?圖3 黃河原水中DOM的親疏水分布特性
?圖4 各親疏水性組分的DBPs生成潛能
從圖 3中可以看出，當(dāng)黃河原水中各親疏水性有機(jī)物的組成特性用DOC表征時(shí)，從高到低依次為親水性組分、強(qiáng)疏水性組分和弱疏水性組分，其含量百分比分別為47.49%、29.43%和23.08%;當(dāng)用UV254表征時(shí)，分別為50.00%、30.84%和19.16%.總體上而言，黃河原水中的DOM是以疏水性組分存在形式為主，該結(jié)果也表明黃河原水中含有較多的腐殖酸和富里酸等類型物質(zhì).
圖 4為黃河原水中各親疏水性組分的DBPs生成潛能.按THMs生成量從高到低依次為：強(qiáng)疏水性組分>親水性組分>弱疏水性組分，相應(yīng)的濃度分別為173.00、146.81和55.40 μg · L-1.由于原水中的Br-在XAD樹脂上均不保留，因此，強(qiáng)疏水性和弱疏水性組分并未生成溴代THMs.而親水性有機(jī)物的脂肪族化合物在氯化培養(yǎng)中易與Br-反應(yīng)生成含溴的THMs，因此，在親水性組分中檢測(cè)到了部分溴代THMs.對(duì)比圖 3中DOC和UV254數(shù)據(jù)不難發(fā)現(xiàn)，雖然強(qiáng)疏水性組分在黃河水中所占比例為第2位，但其生成THMs的量最高(圖 4).總體而言，疏水性組分的THMs生成潛能大于親水性組分，這是因?yàn)槭杷杂袡C(jī)物含有相對(duì)較多的芳香類物質(zhì)，易生成THMs.在后續(xù)的處理中，采用混凝等工藝對(duì)疏水性組分具有較好的去除效果.按N-DBPs生成量從高到低依次為：親水性組分>強(qiáng)疏水性組分>弱疏水性組分.其中，親水性組分具有最大的N-DBPs生成潛能，濃度為6.91 μg · L-1，約占總量的50%.不難發(fā)現(xiàn)，黃河原水中的親水性組分是N-DBPs的主要來(lái)源，這也與水中溶解性有機(jī)氮(DON)主要由氨基酸等親水性物質(zhì)組成的特性是相一致的.
3.2 不同化學(xué)預(yù)氧化方法對(duì)原水中DOM處理效果對(duì)比
采用NaClO、ClO2和KMnO4 3種預(yù)氧化劑，在不同投加量下處理黃河原水水樣，經(jīng)充分反應(yīng)后各水樣DOC和UV254的變化如圖 5所示.
?圖5 不同預(yù)氧化劑投加量下黃河原水的DOC(a)和UV254(b)變化
從圖 5a可以看出，經(jīng)化學(xué)預(yù)氧化作用后，黃河原水的DOC均出現(xiàn)了小幅度上升.當(dāng)ClO2和Cl2投加量都為3 mg · L-1時(shí)，DOC分別增長(zhǎng)了4.74%和3.73%，ClO2處理的漲幅較比預(yù)氯化大.這可能是因?yàn)镃lO2的氧化能力是Cl2的2.6倍，能有效氧化水中存在的藻等生物細(xì)胞內(nèi)的酶，快速控制生物蛋白質(zhì)的合成，使膜的滲透性增高，從而導(dǎo)致細(xì)胞釋放內(nèi)部有機(jī)質(zhì)，因此，經(jīng)ClO2作用后的水樣DOC上升明顯.KMnO4可刺激藻類過(guò)度分泌胞內(nèi)物質(zhì)，或通過(guò)其強(qiáng)氧化性破壞細(xì)胞壁，造成胞內(nèi)物質(zhì)外流，即表現(xiàn)為經(jīng)KMnO4預(yù)氧化作用后的水樣DOC也出現(xiàn)一定上升.但經(jīng)KMnO4預(yù)氧化后黃河原水DOC上升幅度較小，這可能是因?yàn)镵MnO4的氧化能力較弱，同時(shí)其還原產(chǎn)物MnO2通過(guò)吸附作用間接的去除了一部分有機(jī)物，并促進(jìn)水中顆粒物的共沉所致.
與DOC的變化不同，經(jīng)不同預(yù)氧化劑作用后，黃河原水的UV254逐漸減小(圖 5b)，這表示水中的芳香族有機(jī)物或某些具有共軛雙鍵的有機(jī)物在水中得到了一定的去除.其中，ClO2在投加量較小時(shí)，UV254沒有變化，隨著其投加量的增加，UV254下降趨勢(shì)明顯.這可能是由于ClO2投加量大時(shí)，其氧化性得到了加強(qiáng).而KMnO4在作為預(yù)氧化劑時(shí)，UV254呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，可能是KMnO4在氧化芳香族有機(jī)物或具有共軛雙鍵的有機(jī)物的同時(shí)，氧化分解了某些大分子有機(jī)物，又生成了具有類似結(jié)構(gòu)的有機(jī)物.但經(jīng)過(guò)Cl2預(yù)氧化后，UV254沒有顯著的變化，這可能是由于Cl2的氧化能力比ClO2與KMnO4弱，對(duì)水中芳香族有機(jī)物的去除效果相對(duì)較差所導(dǎo)致.
3.3 不同預(yù)氧化方法消減黃河原水中消毒副產(chǎn)物生成潛能的對(duì)比分析
3.3.1 化學(xué)預(yù)氧化過(guò)程中DBPs直接生成
經(jīng)ClO2和KMnO4預(yù)氧化后，黃河原水中THMs生成量沒有增加，只檢測(cè)到黃河水中原本含有的三氯甲烷(CF)，濃度約為4.30 μg · L-1，同時(shí)也未檢測(cè)出N-DBPs.這是因?yàn)镃lO2和KMnO4基本不與水中DOM發(fā)生鹵化作用.經(jīng)Cl2預(yù)氧化后，黃河原水中生成的DBPs概況如圖 6所示.
?圖6 不同投加量Cl2預(yù)氧化黃河原水中生成的DBPs
從圖 6中可以看出，經(jīng)Cl2預(yù)氧化后，黃河原水中的DBPs隨著氯投加量的增加而依次增加.這主要是因?yàn)辄S河原水中存在大量易與Cl2發(fā)生反應(yīng)的有機(jī)物，使得隨著Cl2投加量的增加，THMs和N-DBPs生成量急劇上升.隨著加氯量的增加，在生成的THMs和鹵乙腈(HANs)中，溴代的THMs和HANs(BCNA和DBAN)約為總HANs的40%~60%，這與原水中含有較高濃度的Br-(0.06 mg · L-1)有關(guān).在Cl2預(yù)氧化過(guò)程中，Br-能與次氯酸形成氧化性更強(qiáng)的次溴酸(HOBr)，并與原水中的有機(jī)物發(fā)生氧化、取代和加成等化學(xué)反應(yīng)，生成大量溴代DBPs.由于溴代DBPs的“三致”特性遠(yuǎn)高于氯代DBPs，因此，黃河原水應(yīng)用預(yù)氯化工藝時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn).
3.3.2 化學(xué)預(yù)氧化工藝對(duì)DBPs生成潛能的處理效果對(duì)比
鑒于化學(xué)預(yù)氧化劑均具有較強(qiáng)的氧化能力，加入水中均可與水中存在的DOM發(fā)生反應(yīng)，改變?cè)械腄OM化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而影響到凈水工藝中后續(xù)消毒過(guò)程中DBPs產(chǎn)生特性.為此，本文研究了Cl2、ClO2和KMnO4氧化后各類型DBPs生成潛能變化的規(guī)律，隨投加量變化THMs和N-DBPs生成潛能變化如圖 7所示.
?圖7 不同預(yù)氧化劑和投加量下黃河原水的THMs(a)和N-DBPs(b)生成潛能變化
由圖 7a可以清楚地看出，3種預(yù)氧化劑均可以在一定程度消減THMs生成潛能，其中，ClO2預(yù)氧化效果明顯好于KMnO4預(yù)氧化和Cl2預(yù)氧化.同時(shí)，隨著預(yù)氧化劑投加量的逐步增加黃河原水THMFP呈現(xiàn)開始快速下降后逐步趨于穩(wěn)定的趨勢(shì).當(dāng)ClO2、Cl2和KMnO4投加量分別為1.0、1.0和0.8 mg · L-1時(shí)，黃河原水的THMFP降低百分比分別為14.47%、8.39%和8.25%.不難看出，3種預(yù)氧化劑對(duì)黃河原水的THMFP的削減效果依次為ClO2>Cl2>KMnO4.3種預(yù)氧化劑均可以通過(guò)氧化作用改變水中有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，有效降低THMs前體物含量，使之較難與后續(xù)消毒過(guò)程中預(yù)氯發(fā)生反應(yīng)生成THMs.效果最好的ClO2氧化能力最強(qiáng)，可將酮、酯、羧酸、醛、酚等物質(zhì)氧化為醇、胺、醚、烷烴類有機(jī)物，將復(fù)雜的芳香類有機(jī)物氧化分解為簡(jiǎn)單的含氧鏈狀有機(jī)物，使有機(jī)物氧開環(huán)、斷鏈.
從圖 7b可以看出，化學(xué)預(yù)氧化基本不對(duì)黃河原水N-DBPs生成潛能產(chǎn)生消減，Cl2和ClO2預(yù)氧化后N-DBPs生成潛能大大增加，尤其是較高投加量的Cl2預(yù)氧化過(guò)程.當(dāng)Cl2預(yù)氧化時(shí)，N-DBPFP隨著Cl2投加量的增加不斷上升，其中，生成的N-DBPs大部分為HANs.當(dāng)Cl2投加量為2.00 mg · L-1時(shí)，N-DBPFP達(dá)到了最大值123.40 μg · L-1，HANs和TCNM生成潛能分別占到了總量的92.03%和7.97%.分析其原因是，黃河原水中存在的藻類等有機(jī)物經(jīng)Cl2預(yù)氧化后，可生成較多的HANs前體物，而這些前體物又難于在較短時(shí)間內(nèi)被氯進(jìn)一步分解，因此，N-DBPs生成潛能大幅度增加.ClO2在投加量較小時(shí)，N-DBPFP有所上升，之后隨著ClO2的投加量不斷增加，ClO2的氧化作用加強(qiáng)，氧化了部分N-DBPs前體物，使得N-DBPFP減少.KMnO4的投加量對(duì)N-DBPFP沒有明顯的影響，這可能與KMnO4選擇性氧化特性有關(guān)，這與陳忠林等對(duì)于高錳酸鉀控制鹵乙酸生成的研究一致.總體而言，預(yù)氧化劑的投加不能有效地減少N-DBPFP，3種預(yù)氧化劑控制N-DBPFP的效果依次為：KMnO4>ClO2>Cl2.為了有效地控制N-DBPs的生成，建議采用生物接觸氧化法、粉末活性炭吸附工藝等對(duì)N-DBPs前體物進(jìn)行進(jìn)一步的去除.
綜合考慮THMs和N-DBPs總的生成潛能，當(dāng)ClO2和KMnO4的投加量都為3 mg · L-1時(shí)，DBPs生成量的去除率分別達(dá)到了11.21%和8.63%.但使用Cl2預(yù)氧化時(shí)反而使DBPs的生成量增加了14.97%，這與田富箱等用不同預(yù)氧化方法對(duì)于黃浦江原水氯(胺)化影響的研究一致，因此，黃河水直接預(yù)氯化的安全性值得關(guān)注.綜合考慮預(yù)氧化的效能，以及對(duì)后續(xù)消毒副產(chǎn)物的影響，在實(shí)際工藝過(guò)程中應(yīng)避免高投量的預(yù)氯化工藝，水廠條件運(yùn)行的話，可優(yōu)先采用ClO2和KMnO4作為預(yù)氧化劑處理微污染黃河原水.具體參見 污水處理技術(shù)資料或污水技術(shù)資料更多相關(guān)技術(shù)文檔。
4 結(jié) 論
1)黃河原水中DOM主要以小分子形式存在，且MW <1 kDa的組分是生成DBPs的主要前體物.黃河原水以疏水性組分為主，其中，疏水性有機(jī)物是生成THMs的主要前體物，親水性有機(jī)物是生成N-DBPs的主要前體物.
2)經(jīng)ClO2和KMnO4預(yù)氧化的黃河原水DBPs沒有增加，經(jīng)Cl2預(yù)氧化后的黃河原水DBPs生成量隨著Cl2投加量增加而逐漸增加.3種預(yù)氧化劑降低黃河原水THMFP的效果為ClO2>Cl2>KMnO4，但3種預(yù)氧化劑均不能有效地減少N-DBPFP.
3)在實(shí)際工藝過(guò)程中，水廠應(yīng)盡量避免高投量的預(yù)氯化工藝，可優(yōu)先采用ClO2或KMnO4作為預(yù)氧化劑處理微污染黃河原水.
