2种磁性离子交换树脂对水源水中有机物去除特性对比研究

对比2种磁性离子交换树脂m-PGMA(magnetic poly(glycidyl methacrylate)resin)和MIEX~#174;(magnetic ionexchange resin)对太湖水源水中有机物去除效果;基于2种树脂物化性能,并采用亲疏水性分级、相对分子质量分布和三维荧光光谱结合区域积分法,比较2种树脂对太湖水源水中有机物的去除特性。研究结果表明:2种树脂对水源水中有机物均有较好的去除效果,A254和DOC质量浓度降幅分别在72%和40%左右。m-PGMA和MIEX#174;对水源水中亲水性有机物去除率分别为52.97%和40.08%;2种树脂对于相对分子质量(Mr)3 000的中低分子有机物均具有较好的去除效果,m-PGMA对于Mr30 000的大分子有机物去除率高于MIEX~#174;。m-PGMA较MIEX~#174;对芳香类蛋白质、溶解性微生物代谢产物均有较好的去除效果,对富里酸和腐植酸物质去除效果在50%以上。     

垃圾渗滤液厌氧降解中溶解性有机物的光谱特性

为探讨渗滤液厌氧降解出水中有机物的构成特点和变化规律,采用XAD-8和XAD-4树脂将溶解性有机物(DOM)依亲疏水性和酸碱性特征分为5种组分,对不同水力停留时间(HRT)下厌氧序批式反应器(ASBR)出水中各组分的含量和特性进行了比较研究.结果表明:ASBR处理渗滤液中溶解性有机碳(DOC)去除率可达53.0%～94.7%;芳香类物质多存在于疏水性组分中,厌氧处理后各组分UV254明显下降,芳香类、羧酸和氨基化合物去除明显;随着HRT的延长,富里酸类荧光物质易在出水中累积而造成累计荧光强度Фi,n增大,而芳香性蛋白及溶解性微生物副产物较之更易降解.可见ASBR能有效降解渗滤液DOM各组分物质.     

藻源型有机物氯化消毒副产物的生成特性

通过亲水、疏水组分分离和电渗析获得6种不同特性的铜绿微囊藻细胞胞内外富氮有机组分,其中溶解性有机氮(DON)的质量浓度范围为0.57~1.69 mg/L;三维荧光光谱图表明,疏水性有机物主要由类腐殖质物质组成,亲水性有机物主要由蛋白质组成.经过3天氯化培养实验,分析比较各有机物组分含碳(氮)消毒副产物的生成特性.结果表明,细胞内外强疏水性有机物组分的三卤甲烷生成潜能最大,以生成三氯甲烷为主;卤代酮生成潜能与细胞内外各有机物组分有明显相关性;细胞内亲水性有机物组分的含氮消毒副产物生成潜能(DBPFP)最大;各组分消毒副产物生成潜能并不完全由溶解性有机碳(DOC)与溶解性有机氮的质量浓度比值的大小决定,还由DON的性质决定;细胞外有机物组分的DBPFP高低与芳香性有机物的含量呈正相关,细胞内有机物组分的DBPFP还受芳香性有机物性质的影响;细胞外有机物组分消毒副产物生成总量的顺序为:强疏水性组分亲水性组分弱疏水性组分;细胞内有机物组分消毒副产物生成总量的顺序为:亲水性组分强疏水性组分弱疏水性组分.     

氯胺消毒对不同有机物生成消毒副产物的影响

在将有机物分级和分类的基础上,研究了氯胺消毒对不同类有机物生成消毒副产物的影响.试验结果表明:对于亲水性和强疏水性有机物,氯胺消毒主要减少溴代三卤甲烷(CHCl_2 Br和CHClBr_2)的生成;对于弱疏水性有机物,氯胺消毒主要减少二溴乙酸(DBAA)和三氯甲烷(CHCl_3)的生成;氯胺消毒能使分子量小于10 ku的有机物生成三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)的量明显降低,并且随着有机物分子量的升高,氯胺消毒的影响效果有一定程度的减弱.     

黄浦江水中卤乙酸前体物的荧光光谱分析

使用三维荧光光谱(3D- EEMs)分析黄浦江水中的有机物特性.结果表明,黄浦江水3D- EEMs包含2个类蛋白峰(T峰)和1个类腐植酸峰(A峰),其中类蛋白质峰较高,说明污染较为严重.类腐植酸峰沿着水厂工艺流程的变化与传统指标高锰酸钾指数DCODMn、紫外吸收AUv 254和溶解性有机碳ΡDOC的变化一致.卤乙酸生成潜能实验表明,随着氯化反应程度的增加(增加反应时间、从氯胺转到自由氯消毒以及增大自由氯的投加量),三维荧光光谱特征值减少,相对应的卤乙酸(HAAs)生成量增加.投加溴离子后,氧化能力随自由氯含量降低而降低,而取代能力随次溴酸增加而增加,所以反应后水体中残余有机物的三维荧光光谱特征值增加,而HAAs先升后降.三维荧光光谱可作为水中溶解性有机物的补充指标,更全面反映水中有机物的变化.     

常规/臭氧生物活性炭去除有机物及亚硝胺前体物特性

该文考察运行18个月的常规/臭氧-生物活性炭(O3-BAC)组合工艺对中国华东地区某微污染湖泊水的处理特性。结果表明:此时该工艺去除有机物能力有限,但对消毒副产物亚硝胺前体物的去除能力高于其他有机物。工艺出水溶解性有机碳(DOC)质量浓度、UV254和溶解性有机氮(DON)质量浓度的平均值分别为3.12mg/L、0.053cm-1和0.171mg/L,平均去除率分别为34.9%、53.9%和32.7%;对亚硝胺前体物的去除率为72.3%。臭氧和炭池中的微生物在去除亚硝胺前体物中发挥了重要作用。小分子有机物、芳香性蛋白质和微生物代谢产物主要在活性炭单元中去除。因而,要关注长期运行的常规/O3-BAC组合工艺对有机物及其亚硝胺前体物的去除,充分发挥微生物作用。     

饮用水处理中有机物分子量分布规律

为了对不同水源水以针对性的强化工艺提高有机物去除率,以超滤膜法分析了长江下游段水源水经常规工艺及活性炭处理出水中溶解性有机物(DOC)的分子量(MW)分布,以有各工艺单元对有机物的去除效应.结果表明:长江水源水以小分子量的有机物为主(小于10 k Dalton的有机物占64.40%);常规工艺对大分子量有机物去除率很高,尤其对MV为10 k Dalton以上的有机物去除率达67%以上,但对小分子量有机物去除率很低.常规工艺对Mw为1～10 k Dalton的有机物去除率仅为28%,而MW小于1 k Dalton的有机物反而增加了30%左右.经活性炭处理后,MW小于1 k Dalton的有机物去除率达84%;出水UV254值及SUVA值比滤后水分别下降25%和10%.     

粉末活性炭强化澄清工艺去除水库原水有机物的研究

水中天然有机污染物作为致癌消毒副产物的已知前体物,会增强配水系统的生物活性,对人类健康产生严重危害。本研究旨在提高澄清工艺处理水库原水的净化效能,降低中小型水厂出厂水中NOM的含量。试验首先考察了澄清工艺中上升流速对絮体层形成的影响,确定了工艺的最佳上升流速,在此基础上探究了投加粉末活性炭对澄清工艺去除有机物的强化效能。研究结果表明,在3.60 m/h的上升流速下,悬浮泥渣澄清工艺可将原水浊度去除至0.37 NTU,此工况对UV₂₅₄和COD_Mn的去除率分别为57.92%和50.53%。在投加粉末活性炭后,工艺对有机物的去除率明显提高,其中在投加量为15.0 mg/L时对UV₂₅₄和COD_Mn的去除率分别达到88.69%和63.38%。分子量分级实验结果表明,水库水中小分子量有机物含量最多,其中小于3 kDa的有机物占比59%,经沉淀工艺和澄清工艺处理后,此部分有机物含量分别降低了30.71%和38.80%,在投加活性炭后沉淀工艺和澄清工艺去除率分别提升了26.38%和19.07%。三维荧光光谱表明...     

生化出水中各类有机污染物的特性及在混凝处理过程中的行为

以城市生活污水厂二级生化出水为研究对象,考察了生化出水中有机污染物中各组分含量、分子量分布特点等特性,以及各类有机物在三氯化铁混凝处理过程中的行为.实验结果表明:当生化出水中有机物浓度以DOC表征时,水中疏水性物质与亲水性物质各占50%,其中疏水酸浓度最高,约为42%,其次为亲水酸和非酸亲水物质,分别占26%和24%,非酸疏水物质仅为8%.其中疏水酸中的不饱和双键或芳香环有机物的含量较高.二级生化出水中的DOC主要集中在分子量大于10 000 D的有机物,占48.8%.在三氯化铁混凝过程中,能去除几乎所有的大分子量有机物以及大部分芳香族有机物(61%的UV254),对小分子、亲水性有机物基本没有去除效果.因此,混凝法需与其他能去除亲水性、小分子量有机物(＜3 000 D)的处理工艺结合,以进一步提高有机物的去除效率.     

三维荧光区域积分法评估不同植物对溶解性有机物去除效果

以滏阳河复合人工湿地为研究主体,通过三维荧光光谱结合荧光区域积分方法、同步荧光分析方法,研究不同植物对溶解性有机物的净化效果。研究结果表明:滏阳河水体接纳城市污水后,蛋白类有机物为主要的污染物,占到了70.62%。不同植物对5个区域的有机物去除效果有所差异,6种植物中美人蕉对区域Ⅰ(酪氨酸类蛋白物质)去除效果较好,去除率达到了17.84%;水葱对区域Ⅱ(色氨酸类物质)的去除最好,去除率达到了26.97%;睡莲对区域Ⅲ(紫外区类富里酸)的去除率最高,为30.61%;香蒲对区域Ⅳ(微生物代谢产物)的去除率最高,为28.08%;香蒲和芦苇对区域Ⅴ(可见光区类富里酸)的去除分别达到了43.55%和42.30%。三维荧光光谱结合荧光区域积分方法,能够分析水体中有机物的相对变化情况,可以作为一种定量分析溶解性有机物的有效方法。     

磁性离子交换树脂去除水源水中有机物的研究

采用动力学和静态循环试验考察磁性离子交换树脂(MIEX)对3种不同特征水源水中有机物的去除率及有机物特性对MIEX处理效能的影响.研究结果表明:在动力学试验确定的最佳投加量(水源水A,B和C含量分别为10,10和5 mL/L)和反应时间为(15 min)时,水源水A,B和C的UV254去除率分别为 71.5%,81.5%和69.2%,溶解性有机物(DOC)去除率分别为50.4%,65.3%和45.9%;当MIEX投加量10 mL/L时,3种水源水的通水倍数(BV)可达1 500,而不发生离子交换吸附饱和现象;有机物各种特性中,相对分子质量分布可为确定MIEX处理工艺参数提供参考;当水源水中有机物构成以大分子有机物为主时,MIEX投加量需在动力学试验确定的最佳投加量基础上有所增加,才能提高BV且不使MIEX发生离子交换吸附饱和现象.     

潜流人工湿地对污水厂尾水中有机物去除效果

采用凝胶过滤色谱(GFC)和三维荧光光谱(EEM)分析技术,研究了两种基质水平潜流人工湿地对城镇污水处理厂尾水中有机物的去除特征.结果表明:尾水经过人工湿地系统处理后,水中溶解性有机物(DOM)重均分子质量Mw均有明显降低;进水中表征出四类溶解性有机物,即色氨酸类芳香族蛋白质、溶解性微生物代谢产物、可见类富里酸、紫外类富里酸物质,经过人工湿地净化处理后相对荧光强度均有不同程度的降低;人工湿地对化学性质较为稳定、难以分解、不易被生物利用的类腐殖质有较好的去除效果.陶粒基质湿地水平潜流人工湿地对有机污染物向低碳小分子转化更为彻底,对污水处理厂尾水中有机污染物的去除效果更好.     

MIEX基吸附纸的制备及其对有机物的去除特性

为了有效地解决吸附剂与水体的分离问题,提高吸附剂对有机物的去除效率,实验以磁性离子交换树脂(MIEX)和滤纸为原材料,采用一种简单的方法制备了具有高吸附、易分离特性的MIEX基吸附纸.通过凝胶渗透色谱仪(GPC)检测有机物相对分子质量分布,从浸泡浓度、MIEX负载量、使用次数、吸附时间、稀释倍数等因素考察了MIEX基吸附纸对有机物去除效率的影响.结果表明:MIEX基吸附纸对中等分子量有机物有良好的吸附效果,当MIEX负载量为2.992 3 g·m-2、吸附时间为20 min时,UV254和DOC的去除率分别为84.7%和59.4%.实验还发现,MIEX基吸附纸不仅可以多次使用,而且对水体不会产生二次污染.     

芬顿和双氧水紫外处理稳定渗滤液的光谱特征

为研究芬顿(Fenton)法和双氧水紫外(H_2O_2-UV)法处理稳定(填埋场)渗滤液过程中不同类别有机物的去除规律,采用三维荧光光谱(3D-EEM)和254nm波长紫外吸光度(SUVA254),结合荧光区域一体化(FRI)EEM数据处理方法,分析总有机物去除水平相近条件下,两种处理方法去除不同有机物水平和组分变化的特征.结果表明:两种处理方法中,均是蛋白质类物质比腐殖质类物质优先被去除,酪氨酸类物质比色氨酸类物质优先被去除;较高的总有机碳(TOC)去除率段比低去除率段能去除更大比例的最难降解腐殖质类物质.在相近的TOC去除水平下,H_2O_2-UV法比Fenton法对腐殖质类物质的去除更有效,且能更多地去除胡敏酸类物质;Fenton法处理中,Fe2+投加量的增加能更多地通过絮凝沉淀作用去除胡敏酸类物质.Fenton和H_2O_2-UV作为预处理方法应用时,为了既能达到较好处理效果又能节约成本,应选择对腐殖质类物质去除率更高的H_2O_2-UV技术作为预处理方法.     

中试改良A2O工艺中溶解性有机物的去除特性

为了保证国电沈阳北部污水处理厂的运行效果,基于三维荧光光谱技术,结合荧光区域积分及物料平衡计算,考察了中试改良A2O工艺中溶解性有机物的降解规律。结果表明,改良A2O工艺进水中的荧光物质主要以类蛋白物质为主,并含有少量的类富里酸物质。经荧光区域积分分析,改良A2O工艺对荧光区域Ⅰ,Ⅱ,Ⅳ标准积分体积的去除率分别为81.5%,54.0%和63.4%,而荧光区域Ⅲ,Ⅴ的标准积分体积去除率相对较小,分别为30.2%和27.8%。物料平衡计算表明,预缺氧区和厌氧区主要对荧光区域Ⅰ,Ⅳ所代表的物质有去除效果;缺氧区对荧光区域Ⅰ所代表的物质有去除效果;而好氧区则对各荧光区域所代表的物质均有去除效果。此外,荧光区域Ⅳ的标准积分体积与溶解性化学需氧量(SCOD)具有良好的线性相关性,其相关性系数为0.991 1,荧光区域Ⅳ的变化最能有效代表改良A2O系统中SCOD的变化趋势。     

净化南方水库源水的混凝-超滤组合工艺

针对南方微污染水源水质特点,以混凝-超滤组合工艺为对象,进行实验室序批式试验,研究其对污染物的去除效果及运行清洗方法。结果表明:工艺出水浊度小于0.02 NTU,对高锰酸盐指数(CODMn)、溶解性有机碳(DOC)和254 nm紫外吸光度(UV254)的平均去除率为38%,对溶解性有机质(DOM)荧光类物质去除效果优于常规工艺。其中,组合工艺对相对分子质量为1 000~2 000的有机物去除率大于48%,对相对分子质量为500~1 000的有机物去除率约10%。组合工艺对氨氮(NH3-N)、硝酸盐氮(NO3--N)、总磷(TP)的去除率为19%~29%。混凝可以提高超滤膜的运行效率。使用碱洗-酸洗或碱洗-EDTA清洗2种复合清洗方法可以达到更好的清洗效果。     

粉末活性炭/超滤组合工艺处理微污染含藻水效果

采用粉末活性炭/超滤(PAC/UF)和单独UF处理微污染含藻水,分析2种工艺对水中污染物和微囊藻毒素(MC-LR)的去除效果以及PAC对膜污染控制效果。研究结果表明:2种工艺均能有效去除含藻水中的叶绿素a。反应器内亚硝化菌成熟时间为15 d左右,硝化菌的成熟时间为20 d左右,硝化菌成熟明显滞后于亚硝化菌。单独UF工艺对UV254和溶解性有机物(DOC)的平均去除率分别为11.5%和15.0%,PAC/UF工艺对UV254和DOC的平均去除率分别为32.7%和23.8%,PAC明显提高了超滤工艺对有机物去除效果,将MC-LR平均去除效果从18.5%提高至43.0%,同时,PAC有效减少了含藻水超滤过程膜污染。生物粉末活性炭与超滤联用成为一种经济、高效的MC-LR控制技术。     

粉末活性炭在超滤净水厂的应用研究

生产性试验与小试和中试存在一定的差异。基于已有的超滤膜装置,通过不同的粉末活性炭投加量,比较了UV254、DOC、SUVA,确定了粉末活性炭的最佳投加量：2-3mg/L。同时,比较了投加粉末活性炭后,水中消毒副产物及其生成势的变化,结果表明粉末活性炭对消毒副产物前驱物有较好的去除作用。     

紫外与真空紫外深度处理焦化废水的试验研究

采用两级A/O生物膜反应器对焦化废水进行生物处理,并首次尝试以紫外线技术(普通紫外与真空紫外)进行深度处理。该反应器COD去除率稳定在85%～90%之间,总氮去除率最高可达31%。通过比较COD,DOC及各项氮指标(氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和总氮),发现真空紫外优于普通紫外,可以更加有效地去除生物处理出水中残留的有机物及含氮无机物。通过紫外可见吸收光谱、气相色谱-质谱和三维荧光光谱3种技术对水质成分进行分析,推测焦化废水生物处理出水中的黄色物质主要为腐殖酸类物质,真空紫外光照12小时后可将其完全去除,并显著改善出水的色度。     

粉末炭-超滤工艺出水氯和氯胺消毒安全性评价

考察了粉末炭-超滤工艺（PAC-UF）除污染效果,以及膜后出水氯和氯胺消毒对微生物再生长的控制与消毒副产物的生成情况,对水质安全性进行综合评价.结果表明：PAC-UF工艺能够高效截留水中胶体及致病微生物;对氨氮、高锰酸盐指数（CODMn）、254nm处的紫外吸光度（UV254）和溶解性有机碳（DOC）的平均去除率分别为36.04%,44.28%,44.94%和30.65%;在不消毒情况下,膜后出水在24h后均出现微生物再生长;氯胺对微生物持续抑制能力强于氯;所生成的THMs与HAAs分别比氯消毒降低63.42%和44.13%,并有效减少了溴代消毒副产物的生成量;PAC-UF工艺出水采用氯胺消毒可使水质的安全性均得到提高.