天冬氨酸氯化生成含氮消毒副产物连续反应动力学的建模

作者：薛如冰; 刘志刚^*; 周正协; 何建荣; 许航; 陈卫

来源：净水技术, 2022, 41(01): 45-95.

DOI：10.15890/j.cnki.jsjs.2022.01.007

• 含氮消毒副产物(N-DBPs)
• 反应动力学
• 二氯乙腈(DCAN)
• 二氯乙酰胺(DCAcAm)
• 天冬氨酸(Asp)

饮用水中的有机物与消毒剂反应会产生消毒副产物(DBPs),其中,含氮消毒副产物(N-DBPs)相对于常规的DBPs具有更强的基因毒性和细胞毒性。为了有效确定N-DBPs的生成趋势及其稳定性,为实际生产有效控制N-DBPs提供参考,以天然水体中普遍存在的天冬氨酸(Asp)为N-DBPs前体物,研究了Asp氯化生成以二氯乙腈(DCAN)和二氯乙酰胺(DCAcAm)为代表的N-DBPs的经时变化规律,解析了N-DBPs的水解性能,探究了氯化含氮消毒副产物的连续反应机理,并建立连续反应动力学模型。研究表明,N-DBPs在生成的同时也会伴随着其水解,因此,DCAN、DCAcAm的浓度均会随着反应时间的增加而呈现先升高后降低的趋势,二者的水解常数分别为0.011、0.008 h-1, DCAN相对来说更不稳定。通过拟合,DCAN、DCAcAm出现最大质量浓度分别为125.4、33.03μg/L,对应时间分别为4.66、7.61 h,表明2种N-DBPs的生成和水解均为一级反应,且符合连续一级反应动力学,但生成的最大浓度及其对应时间有所差异。

• 单位
  河海大学; 浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室; 宁波市自来水有限公司