消毒副产物生成的温度影响和动力学模型

作     者：张小璐 杨宏伟 王小■ 付静 解跃峰 

作者机构：清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家联合重点实验室北京100084 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2012年第33卷第11期

页      面：4046-4051页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家重点实验室专项基金项目(11Z01ESPCT) 

主　　题：消毒副产物 水温 动力学模型 UFC 速率常数 

摘      要：在水厂和供水管网中,加氯消毒副产物(DBPs)的生成浓度会随着季节转换和水温变化而出现明显波动.为了探究不同温度条件下DBP生成浓度的变化规律,本研究利用腐殖酸(HA)作为有机前体物进行加氯消毒,参照DBP统一生成条件(uniform formation condition,UFC),在不同水温下监测DBP[包括三卤甲烷(THM)和卤乙酸(HAA)]的生成浓度,并从动力学角度对该生成反应的机制做出分析,进而建立初步的浓度预测模型.结果表明,对于检测到的3种典型DBPs[三氯甲烷(CHCl3)、二氯乙酸(DCAA)和三氯乙酸(TCAA)],水温升高均能够明显提高其生成速率和最大生成浓度,其中后者随着温度的升高近似呈指数增长(R20.90).根据一级反应动力学模型对各组温度条件下的DBP实测值进行拟合,得到了较好的相关性(R20.94).为了进一步验证该动力学模型的准确性和可靠性,在20℃和30℃条件下分别采用该模型对DBP的实际生成浓度进行预测,并与实测值进行比较,均得到了良好的预测结果.为定量研究温度对DBP生成速率的影响规律,利用阿伦尼乌斯公式计算得到CHCl3、DCAA和TCAA的表观反应活化能分别为22.3、25.5和40.8 ***-1.