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颗粒活性炭、臭氧—生物活性炭和膜工艺对台湾金门岛饮用 水处理的中试研究 摘要：台湾金门展开了一项关于饮用水深度处理的中试研究。原水中含有高浓度的消毒 副产品 DBP ，并导致严重的异味问题。原水经过氯化处理后比起三卤甲烷前体物 （THMF）会产生更高的卤乙酸前体物 HAAFP 。DBP的主要来源为水中高浓度的天然有机物质（NOMs），其中UV254，卤乙酸前体物， 2-甲基异冰片 2-MIB ，苯丙烯基哌嗪 （trans-1），和土腥素的去除效率不管对传统工艺还是工艺都能做出有价值的评定。原水中的2-甲基异冰片 （2—MIB）和土腥素都可以由颗粒活性炭技术或者臭氧—生物活性碳技术去除，但是并不能去除三卤甲烷 THM 。此外，卤乙酸前体物 HAAFP 的去除效率高于三卤甲烷前体物（THMF），超滤 （UF）-纳滤 NF 膜组合工艺对溶解有机碳（NPDOC）、UV254、三卤甲烷前体物（THNFP）、卤乙酸前体物（HAAFP）的去除效率分别为 88.7%、 94%、 84.3%和 97.5%。对于处理水中异味问题，颗粒活性炭技术和臭氧—生物活性碳技术是十分有前景的处理工艺，超滤 （UF）-纳滤 NF 膜组合工艺对于去除水中的天然有机物（NOMs）和DBP是最佳处理方案。 关键词：2-甲基异冰片 （2—MIB）、纳滤（Nanofiltration）、生物活性碳（Biological activated carbon）、三卤甲烷前体物 （THMF）、卤乙酸前体物 HAAFP 和水中天然有机质 NOMs 1：介绍 金门岛的饮用水主要来源于地表水和地下水，其中西部的水资源供应饮用水的49%,东部的水资源供应饮用水的51%。由于农业活动，生活污水的排放及禽畜污水污染，致使水体富营养化，会造成水库中藻类的繁殖，导致金门岛地表水被污染。自然水域中的有机物质会导致水体异味、和细菌生长等问题，加氯消毒是一种被广泛使用的饮用水消毒方法，它可以对水中的致病微生物灭活防止水生疾病的发生。动物实验[1]表明，原水中的天然有机物（NOMs）与氯气反应，可以产生消毒副产品，形成潜在的致癌和致突变性。 金门岛的饮用水面临着来自于毒素藻类的代谢产物2-甲基异冰片 （2—MIB）、土腥素三卤甲烷 （THMs）和卤乙酸 HAAs 带来的问题，这些都很难通过传统的处理工艺除去。同时，由于海水的入侵导致地表水和地下水中溴浓度的上升含溴的氯化水将会把氯化的消毒副产物置换成溴化的消毒副产物，增加了总的消毒副产物的产量，使其更容易超出饮用水标准[2]。为了消除水中的消毒副产物，最好在消毒前就去除水中溶解的有机物。然而传统的处理工艺并不能有效地去除消毒副产物和藻类的代谢产物。在金门岛的局部地区，饮用水中的三卤甲烷（THMs）的浓度有时会超过0.1 mg/L。Wang等人研究表明，比起台湾的其他地区，金门岛生活的人们由于三卤甲烷的摄入量可能会导致更高的致癌风险（男性7.77 × 10?5 女性7.88 × 10?5 。这对金门岛的水处理技术的要求越来越严格，并且迫切的需要用先进的水处理工艺来代替传统的工艺。 对于控制消毒副产物的一项可靠的技术是除去水中的天然有机物（NOM）或者选用更加适合的消毒剂[4，5]。强化混凝、采用颗粒活性碳 GAC 、臭氧—生物活性碳（O3/BAC）和膜处理工艺，均可用于除去水中的天然有机物（NOM[6–8]。颗粒活性碳技术可以用来去除水中的有机物，例如溶解有机碳 DOC 、 消毒副产物、2-甲基异冰片 （2—MIB）、土腥素和农药。臭氧氧化可以将大分子化复合物质转化成小分子物质，芳香族或疏水性有机物可以转换为更多亲水、可生物降解有机物，如醛、 羧酸类、 酮类和其他有机酸 [9，10]，也可以通过生物活性碳 （BAC）技术进一步去除 [7,11,12]。许多研究发现，纳滤膜去除同化有机碳 AOC 、 THMs、HAAs、 微囊藻毒素、 环境内分泌干扰物[13—16]是十分有效的，并被认为是去除天然有机物（NOM）[13,17]的最佳方法。本文的主要目的是评价有机物质、三卤甲烷前体物（THMF 、卤乙酸前体物 HAAFP 、2-甲基异茨醇 （2—MIB）、土腥素在每个工艺单元和三个深度处理工序中的性能。 2：材料和方法 2.1：中试装置 这项研究在金门岛太湖展开，并使用来自太湖和罗恩湖混合后的水作为原水，其混合比为1:1。常规处理工艺由混凝、 絮凝、气浮滤池 、 沉淀和迅速砂滤组成。这项技术被分为三个处理工艺，分别为A、B、C。工艺A后紧跟臭氧—生物活性炭技术，工艺B是工艺A后紧跟着的超滤—纳滤膜技术，工艺C是颗粒活性碳（GAC）技术和超滤—纳滤膜技术后紧跟着的传统工艺。臭氧接触器高度为 2.5 m、内径 0.3 m，由不锈