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《中国疾病预防控制中心》 2008年
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二氧化氯饮水消毒技术安全性研究

何涛  
【摘要】: 二氧化氯作为一种高效的饮用水消毒剂,已被广泛应用于饮水消毒领域。但是目前国内关于应用二氧化氯消毒接触时间和消毒副产物生成情况及影响因素等方面还未见系统研究。另外,许多国家与地区已将二氧化氯及其副产物列入饮水水质标准中,但所选择的控制指标不一,限值也不尽相同。因此,开展二氧化氯消毒技术的基础研究十分必要。 该论文通过对二氧化氯对大肠杆菌的消毒效果、二氧化氯消毒副产物的生成规律及其影响因素、输水管材质对饮水二氧化氯消毒的影响等方面内容的研究,探讨了二氧化氯用于饮水消毒的安全性。 1.我国大部分水体受到不同程度的有机物污染,研究中,为更好的模拟天然水体,选择污水处理厂二次沉淀池的出水,经超滤后作为实验水样。 2.选择大肠杆菌作为二氧化氯消毒效果的指示生物,依据《生活饮用水消毒剂和消毒设备卫生安全评价规范》(试行),水样中大肠杆菌加标量为500-2000cfu/100ml。比较不同接触时间、不同水温、不同ClO_2投加浓度下水样中大肠杆菌的存活菌落数,观察二氧化氯的消毒效果。结果显示,二氧化氯投加浓度、水温、接触时间对二氧化氯消毒效果均有影响。在水温相同的条件下,二氧化氯的消毒效果随二氧化氯投加浓度的增加而增强;在二氧化氯投加浓度相同的条件下,随着温度升高,消毒效果增强;在二氧化氯投加量和水温相同的条件下,随着消毒接触时间的延长消毒效果显著增强。 3.研究不同接触时间条件下、不同二氧化氯投加浓度、水中不同有机物(以耗氧量表示)含量下,二氧化氯消毒副产物亚氯酸盐和氯酸盐的生成情况。逐级稀释实验水样,得到耗氧量分别为1、3、5、8mg/L的水样。加入一定量的二氧化氯溶液,使水样中二氧化氯浓度分别为1、2、3、5和8mg/L。避光密封放置,1、3、5、10、20、30、45、60 min后取样,用HACH DR/2400便携式分光光度计速测水样中二氧化氯浓度,用离子色谱法测定水样中亚氯酸盐和氯酸盐浓度。 研究发现,亚氯酸盐生成量与接触时间、二氧化氯的投加量、水中有机物含量均相关。 二氧化氯投入水体后即迅速反应生成亚氯酸盐,随着接触时间的增加,亚氯酸盐生成量逐渐增加。5min内亚氯酸盐生成量大于生成总量(接触时间为60min)60%。随着二氧化氯投加浓度的增大,其所占比例也随之增大。反应5min以后,亚氯酸盐虽有增加,但增加速度显著减慢。 有机物对亚氯酸盐的生成影响与水中二氧化氯浓度有关。水中二氧化氯充足时,有机物越多,即耗氧量越大,生成的亚氯酸盐越多。水中二氧化氯不充足时,初期亚氯酸盐随着有机物的增多而增加,当水中二氧化氯被还原完全后,再增加有机物,则亚氯酸盐生成量不会明显改变。 二氧化氯投加量对亚氯酸盐的生成影响与水中有机物浓度有关。水中有机物充足时,二氧化氯越多,生成的亚氯酸盐越多。水中有机物不充足时,初期亚氯酸盐随着二氧化氯的增多而增加,当水中有机物被氧化完全后,再增加二氧化氯浓度,则亚氯酸盐生成量不会明显改变。 接触时间、水中有机物含量对氯酸盐生成量无明显影响,实验中出现的氯酸盐生成量随二氧化氯投加浓度增大而增大的现象主要是由于二氧化氯消毒液中含有氯酸盐,而实际氯酸盐生成量较少,且变化不大。 4.对7种常见的输水管管材进行浸泡试验。经前处理后,在管材中注入0.8mg/L二氧化氯溶液,密封,常温常压浸泡,分别在12、24、48h取样,测定水样中二氧化氯浓度和亚氯酸盐浓度。棕色玻璃管对照。 结果显示输水管材材质对二氧化氯的消耗有影响。浸泡时间越长,水样中二氧化氯浓度越低。浸泡12h时,大部分二氧化氯被管材消耗,消耗量达74-100%。48h后二氧化氯残余浓度在0-0.11mg/L。金属管材对二氧化氯的消耗相对较大,塑料管材次之。 除铜水管的浸泡水样中无亚氯酸盐生成外,其余6种管材的浸泡水样中均有亚氯酸盐生成,生成量由大到小依次为PVC-U、镀锌钢管、PE、铝塑、PB、PPR。PVC-U、镀锌钢管亚氯酸盐生成范围在0.57-0.64mg/L,PE、铝塑的亚氯酸盐生成范围在0.11-0.23 mg/L,PB、PPR的亚氯酸盐生成范围在0.10-0.14 mg/L。PVC-U、镀锌钢管、PB、PPR在浸泡12h后亚氯酸盐达最大值,随后变化不大。而PE、铝塑在浸泡24h后亚氯酸盐达最大值,随后亚氯酸盐变化不大。
【学位授予单位】:中国疾病预防控制中心
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:R123.1

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