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向原水中投加一定量的预氧化剂,不仅能够减轻因微生物滋生导致的工艺操作问题,还能有效控制微污染水的嗅味,因此该技术在常规饮用水处理厂中得到广泛应用。在预氧化过程中,氧化剂可能与水中赋存的天然有机物或者微量有机物反应,改变这些物质的结构和物化性质,进而影响后续处理及消毒副产物(DBPs)的生成势。一般认为,预氧化剂的氧化能力越强则越容易氧化有机物,从而会对后续DBPs生成势有更大影响。然而,以往研究都是引用氧化剂的标准氧化还原电位(ORP)探讨其氧化能力,在实际水样中这些氧化剂的ORP可能与标准ORP有较大差异,因此其氧化能力也有较大差别。然而,有关氧化剂实际氧化能力及其对后续DBPs生成势之间的关系尚无相关报道。本文首先系统研究了溶液pH值(4、7和10)、氧化剂种类(KMnO4、ClO2、Cl2及NH2Cl)和投加剂量对溶液ORP值的影响;进而以取自某水厂进水口原水为研究对象,探索预氧化阶段不同ORP值对有机物及后续氯化和氯胺化消毒过程中DBPs(三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)、卤乙腈(HANs)、卤代酮(HKs)及三氯硝基甲烷(TCNM))生成势的影响。本研究取得的结果如下:(1)通过对四种氧化剂(KMnO4、ClO2、Cl2及NH2Cl)在不同溶液p H值及投加量条件下的ORP值测定分析,发现这些氧化剂的ORP值均随溶液pH值的增大而不断减小,随投加量的增加呈现先快速增加后基本保持不变的趋势。其中,溶液pH值对ClO2的影响较小,而对于其他三种氧化剂的影响较大;当氧化剂投加剂量为0~0.5mg/L时,溶液ORP值快速升高,而当浓度大于0.5 mg/L时ORP值增加较为缓慢;在相同pH值和投加量的情况下,四种氧化剂ORP值大小关系如下:ClO2>Cl2>KMnO4>NH2Cl。(2)使用不同预氧化剂对实际原水进行氧化处理时,通过对五个EEM区域(Ⅰ区(EM<330nm,EX<250nm):酪氨酸蛋白质类有机物;Ⅱ区(330250nm):微生物代谢产物;V区(EM>380nm,EX>250nm):腐殖酸类有机物)的EEMs积分计算可知,升高溶液ORP值(投加预氧化剂)能够不同程度地降低NOM总的荧光强度,但ORP值变化与不同区域的有机物去除率之间没有明显规律。(3)预氧化阶段升高溶液ORP值会显著影响后续消毒过程中DBPs生成的种类及浓度,且在相同水质条件下投加不同预氧化剂对DBPs生成势的影响也较大。THMs生成势随预氧化剂的ORP值的升高而降低,与预氧化剂种类无关;ClO2能够降低HAAs生成势,而其余三种预氧化剂会导致HAAs生成势的升高或保持不变;ClO2和Cl2预氧化后致使TCP生成势的小幅下降,而其余两种预氧化剂对其影响不大;四种预氧化剂均能不同程度地降低HANs生成势,但对于特定的预氧化剂而言,溶液pH值或者ORP值对其影响不大。后氯化剂的选择对DBPs生成势影响显著,与氯消毒相比,使用氯胺消毒时所有DBPs生成势均大幅下降。这可能与中性反应条件下(pH=7)氯胺ORP值低于氯的ORP值有关。(4)根据实验结果,当采用氯作为消毒剂时,ClO2作为预氧化剂能够较好的减少C-DBPs的生成势,而KMnO4作为预氧化剂时能够较好的减少N-DBPs的生成。当采用氯胺作为消毒剂时,氯作为预氧化剂会将C-DBPs的生成势大幅升高65.5%,而ClO2和NH2Cl对DBPs生成势的影响不大,KMnO4作为预氧化剂能够将N-DBPs生成势降低43.4%。因此,ClO2/KMnO4预氧化+氯、KMnO4预氧化+氯胺组合能够削减DBPs的生成势。