紫外线/高铁酸钾与氯联合消毒工艺特性研究

摘要

消毒技术是饮用水处理中的重要组成部分，目前水厂生产中常用消毒方法包括氯消毒、二氧化氯消毒等。但是随着水源水质恶化，水中有机物种类增多，水中致病微生物耐药性增强，在化学消毒剂剂量不变情况下，传统消毒工艺效果下降显著。传统的自来水厂常规水处理消毒方式面临严峻挑战。紫外线消毒和高铁酸钾消毒作为绿色、高效、环保的新型消毒工艺日益受到人们的关注。
　　本文以浙江省某水厂砂滤滤后水为研究对象，考察砂滤滤后水经紫外线照射和高铁酸钾处理后加氯，不同工况下水样中余氯衰减变化和三卤甲烷生成量情况。并且采用高通量测序技术，对单独氯消毒、高铁酸钾消毒和紫外线照射后水样中微生物群落微观变化进行研究，将三种消毒方式进行对比分析。
　　研究发现，在初始余氯浓度相同时，在实验范围内，紫外线剂量对余氯衰减过程具有显著地影响，总体呈现紫外线照射剂量越高，余氯衰减速率越快。在相同紫外线照射剂量下，紫外线强度越大，余氯衰减速率越慢。在相同的初始余氯浓度下，高铁酸钾浓度越高，余氯的衰减速率越快。在相同初始余氯浓度下，随着紫外照射剂量的增加，水中三卤甲烷生成量都是增加的。在相同紫外剂量下，紫外强度越低，生成的三卤甲烷浓度越高。紫外线照射后的水样，随着照射剂量的增加TOC值下降;水样的紫外吸光度是减小的。
　　对于经高铁酸钾处理后的砂滤滤后水加氯，随着高铁酸钾浓度增大，相同初始余氯浓度下，三卤甲烷的生成量下降。经高铁酸钾处理后水样TOC值减小，但是水样的紫外吸光度是不断增大的，其中UV254值增加0.04cm-1。
　　水样消毒处理后，水中的优势物种数量明显减少，微生物群落多样性降低，群落结构复杂性下降，微生物风险减小。相比于砂滤滤后水单独加氯消毒，紫外线照射砂滤滤后水后加氯，会导致水中余氯衰减加快和三卤甲烷生成量的增加，但是在微生物群落结构变化方面，紫外线照射后水样变化最明显，展现出最好的消毒效果，高铁酸钾和次氯酸钠消毒效果次之。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 研究背景

1．2 国内外研究进展

1．2．1 紫外线消毒研究进展

1．2．2 高铁酸钾消毒研究进展

1．3 课题研究内容

1．3．1 课题研究的目的

1．3．2 课题研究的主要内容

1．3．3 课题研究技术路线

2 材料及方法

2．1 实验材料与装置

2．1．1 实验药品

2．1．2 实验装置

2．2 实验分析仪器及方法

2．2．1 实验分析仪器

2．2．2 水质指标分析方法

2．3 实验过程

2．3．1 单独氯消毒实验

2．3．2 紫外线与氯联合消毒实验

2．3．3 高铁酸钾与氯联合消毒实验

3 联合消毒过程中余氯衰减规律研究

3．1 紫外线与氯联合消毒对余氯衰减的影响

3．1．1 紫外线消毒剂量及初始余氯浓度对消毒后余氯衰减的影响

3．1．2 紫外线强度对余氯衰减的影响

3．1．3 pH对余氯衰减的影响

3．2 高铁酸钾与氯联合消毒对余氯衰减的影响

3．2．1 初始余氯浓度对高铁酸钾消毒后余氯衰减的影响

3．2．2 高铁酸钾浓度对余氯衰减的影响

3．2．3 pH对余氯衰减的影响

3．3 本章小结

4 联合消毒过程中三卤甲烷生成研究

4．1 紫外线与氯联合消毒后三卤甲烷生成研究

4．1．1 紫外线消毒剂量及强度对三卤甲烷生成影响研究

4．1．2 水样经紫外线处理后水质指标变化研究

4．1．3 pH对砂滤滤后水经紫外线处理后三卤甲烷生成影响研究

4．2 高铁酸钾与氯联合消毒后三卤甲烷生成研究

4．2．1 高铁酸钾以及初始余氯浓度对三卤甲烷生成影响研究

4．2．2 水样经高铁酸钾处理后水质指标变化研究

4．2．3 pH对砂滤滤后水经高铁酸钾处理后三卤甲烷生成影响研究

4．3 本章小结

5 微生物群落特征变化规律研究

5．1 水样DNA的提取与扩增

5．3 水样微生物种群结构分析

5．3．1 水样微生物种群OTU分类水平统计

5．3．2 水样微生物种类变化规律

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简介