前加氯劑量對快濾床中生物活性的影響

Abstract

自由餘氯具有良好的氧化力與殺菌能力，被廣泛應用在淨水處理廠中前氧化與消毒處理。而自由餘氯與水中的天然有機物(Natural Oraganic Matter, NOM)反應時會產生消毒副產物(Disinfection by products, DBPs)，其中以三鹵甲烷(Trihalomethane, THM)濃度最高，鹵乙酸(Haloacetic acid, HAA)次之。消毒副產物對人體健康具有危害性，需控制消毒副產物在飲用水中的濃度以維護飲用水安全。淨水處理廠中濾床的生物降解作用有助於控制鹵乙酸及消毒副產物前趨物質，而水中所含有的餘氯量可能會抑制濾床的生物活性。因此，了解前加氯劑量對濾床生物活性、消毒副產物及天然有機物降解的影響，有助於改善消毒副產物所產生的問題。 本研究於小型自來水淨水模廠中進行，設有兩組由不同濾料所組成之快濾床，分別為顆粒狀活性碳(GAC)/石英砂、無煙煤/石英砂，另設陶瓷珠濾床連接於無煙煤/石英砂快濾床之後，討論不同前加氯劑量對於濾床的影響。由三磷酸腺苷(ATP)之單位體積濃度代表生物活性，以鹵乙酸的變化做為生物降解能力的指標，並由非揮發溶解性有機碳(NPDOC)、比紫外光吸收度(SUVA)，分析濾床對於有機物質的利用。 結果顯示前加氯劑量會影響濾床之生物活性以及HAA的生成。當前加氯劑量由8 mg-Cl2/L降至4 mg-Cl2/L、2 mg-Cl2/L時，GAC與無煙煤的ATP濃度提升了15倍與10倍。而生物活性之提高可提升NPDOC與消毒副產物生成潛勢(DBPFP)於快濾床中的去除效率約15%，也可使快濾床對於二氯乙酸之降解效率提升10%。而本研究之陶瓷珠濾床僅對於前加氯所生成之二氯乙酸、三氯乙酸之降解性有所提升。因此，降低前加氯劑量可提升快濾床中的生物活性並提升消毒副產物與其前趨物質之生物降解程度，對於水處理系統中消毒副產物之控制有所幫助。