颗粒活性炭吸附去除黄浦江原水中有机物的研究

采用超滤膜法分析了黄浦江原水和水厂常规工艺处理出水中有机物的分子质量（MW）分布以及颗粒活性炭（GAC）在不同吸附阶段吸附去除不同分子质量有机物的性能.试验结果表明,黄浦江原水及常规工艺出水中的溶解性有机物（DOC）以小分子为主,并主要集中在MW为10～30 ku和MW＜1 ku的区间;活性炭吸附出水中的溶解性有机物仍然主要集中在小分子区间;吸附初期的活性炭对有机物的去除能力较强,其中对CODMn的去除率＞83%,对UV254的去除率＞90%;随着通水倍数的增大则活性炭的吸附能力逐渐下降,当通水倍数达到6 590.9时,对CODMn和UV254的去除率都只有25%左右;活性炭吸附的各个阶段对小分子有机物的去除率均较高,而对大分子有机物的去除率则较低,从吸附初期到吸附后期,对小分子有机物的去除率高出对大分子有机物的去除率,其百分比从10%增大到30%.     

太湖源水中蓝藻腐败产物的去除工艺研究

采用超滤膜法对太湖源水中的蓝藻腐败产物进行了分子质量分级,研究了混凝、超滤、臭氧氧化及活性炭吸附等工艺对腐败产物的去除效果.结果表明,以CODMn表征的有机物主要分布在分子质量>40 ku和<10 ku的区间,致嗅物质主要集中在10-40 ku的区间,以UV254表征的有机物主要分布在分子质量<40 ku的区间.混凝、超滤特别适于去除分子质量较大的有机物,对致嗅有机物的去除效果不明显;臭氧氧化能显著去除致嗅有机物,同时还将大分子有机物氧化为小分子有机物;活性炭对小分子有机物的吸附效果明显,能够有效去除分子质量<10 ku的有机物.将这四种工艺进行组合能充分发挥各自的作用,保障饮用水的安全性.     

基于有机物分子质量分布的饮用水处理工艺选择

为应对市内运河排洪造成的出水有机物超标问题,建立了臭氧／活性炭中试装置,采用滤膜法测试了运河水、现有水厂各工艺段及臭氧／活性炭出水中有机物的分子质量分布,在此基础上对现有水处理工艺进行了评价。结果表明,由于原水受到工业污染,其大分子有机物含量较高,并且亲水性强而易被氧化,造成混凝沉淀的去除效果不好,而运河水中的溶解性小分子有机物含量较高,也不易被混凝沉淀去除,采用臭氧／活性炭深度处理工艺是一个很好的选择。臭氧和活性炭联用提高对有机物去除效果的原因在于,臭氧能有效地氧化大分子有机物为小分子有机物,有利于活性炭的吸附、降解去除。     

混凝—微滤工艺去除膜反洗水中有机物的试验研究

采用混凝-微滤工艺处理混凝-超滤中试装置的膜反洗水(MBW),将试验原水和出水经不同截留分子质量的超滤膜过滤,分析了不同分子质量区间的有机物分布.此外通过改变混凝剂(FeCl3)投量、采取投加粉末活性炭(PAC)等措施,考察了MBW中有机物的去除率与FeCl3投量、处理工艺(混凝-微滤、混凝-PAc吸附-微滤工艺)的关系.研究结果表明,MBW中DOC主要分布在分子质量>30 ku和分子质量<1 ku的区间内,THMFP、UV254主要集中在分子质量<1ku的区间内;混凝过程能有效去除分子质量>30 ku的大分子有机物,PAC能有效去除小分子有机物;随混凝剂投量的增加,对DOC、UV254、THMFP的去除率均有不同程度的提高.     

两级生物处理组合工艺对有机物的去除效果

针对高氨氮、高有机物污染的原水水质特征,徐泾水厂示范工程采用了两级生物处理组合工艺.对该工艺去除有机物的效果进行了深入研究,结果显示:组合工艺处理高有机物污染原水的效果良好,对CODMn、DOC和UV254的去除率分别达到60.4％、54.2％和52.1％,出厂水的CODMn浓度基本达标.组合工艺对有机物的去除特性表现为:①生物预处理和BAC单元对0.5 ～1ku区间的小分子有机物的去除效果最好,前者对该区间DOC和UV254的去除率分别为61.9％和80.8％,后者的分别为43.7％和45.5％;②强化混凝沉淀单元对大分子质量有机物的去除效果显著,对＞30、(10 ～30)、(3～10)和(1～3) ku区间DOC的去除率依次为29.6％、42.4％、31.7％和81.5％,对相应区间UV254的去除率依次为22.1％、80.1％、54.8％和71.7％;③砂滤单元以去除大分子质量有机物为主,对＞30、(10 ～30)和(3～10) ku区间DOC的去除率分别为62.8％、81.8％和69.8％,对相应区间UV254的去除率分别为50.6％、69.7％和66.1％.与对DOC的去除特性不同,砂滤单元对小分子质量的UV254也有较好的去除效果,对0.5～1 ku和＜0.5 ku区间UV254的去除率分别为41.3％和26.6％.     

上海源水中DOM的分子质量及去除特性

采用分子质量排除高性能液相色谱仪 (SE—HPLC)对长江和黄浦江原水及经常规处理出水中溶解性有机物 (DOM)的分子质量分布进行了测定 ,原水中DOM分子质量分别为 80 0～ 44 0 0u和 80 0～ 1130 0u。长江原水经常规处理后的DOM分子质量分布基本不变 ,对不同分子质量的物质均有不同程度的去除 ,且分子质量越低 ,常规处理对UV2 60 的去除率也越小 ;而黄浦江原水经常规处理后有机物的分子质量分布向低分子侧推移 ,表明对大分子的去除率优于小分子 ,特别是对分子质量 <30 0 0u有机物的去除率极低。     

东营南郊水厂水源水有机物特性分析

通过对南郊水厂一期、二期原水中有机物分子质量分布的测定,得出一期原水中DOC以分子质量3 ku的有机物为主,其T1/C值高,其中的有机物更容易被微生物降解去除,并且原水水质受藻类新陈代谢的影响大,水质较差,处理负荷较大;二期原水DOC以分子质量3 ku和30 ku~0.45μm的有机物为主,大分子有机物含量较一期原水多,且所含有机物疏水性强,更容易通过混凝沉淀工艺去除,同时二期原水有机物含量较低,其所表现出来的生物可降解能力较差,该水质条件下的生物稳定性更强,水质优于一期,处理负荷较小。以上分析结果可以作为水厂一期、二期工艺运行参数及粉炭投量调整的依据,即一期工艺粉末活性炭投加采用其经济投量的上限,二期工艺投加的粉炭量可以采用下限;传统的混凝沉淀工艺对一期、二期原水的有机物去除能力不高,因此需要辅以其他处理工艺如粉末活性炭吸附。     

超滤/臭氧氧化工艺对再生水中AOC的去除效果

如何控制微生物生长、保障水质生物稳定性,是再生水输配与利用过程中关注的重要问题。可同化有机碳(AOC)是评价水质生物稳定性的重要指标。对北京市某再生水厂超滤/臭氧氧化处理过程中AOC浓度及其分子质量分布特性的变化进行了研究,结果表明:二级出水中的AOC主要为分子质量>10 ku的有机物,超滤对二级出水中有机物的去除效果良好,对AOC的去除率达到73%。臭氧氧化可提高有机物的可生化性,导致AOC浓度升高了48%。在二级出水和超滤出水中,AOC物质以分子质量>10 ku的有机物为主,分别占79%和59%;经臭氧处理后,小分子质量(<1 ku)有机物对AOC的贡献明显上升,所占比例达到74%,同时大分子质量(>10 ku)和中等分子质量(1～10 ku)有机物所占的比例分别下降到22%和3%。     

O3/BAC工艺深度处理某工业园区废水的效果

开展了规模为36 m3/d的中试研究,考察了不同臭氧投加量下臭氧/生物活性炭(O3/BAC)工艺深度处理某印染制革工业园区污水厂生化处理出水的效果,探讨了作用机理.当臭氧投量为25 mg/L时对COD、色度、TOC、UV254的去除效果最佳,去除率分别为17.4％、54.3％、14.7％和47.5％.在生物活性炭挂膜启动期间,系统对COD的去除率先下降后上升,32 d后稳定在50％左右.在生物活性炭稳定运行期间,系统进水COD和色度平均值分别为100 mg/L和112.5倍,出水值则分别降至50 mg/L和5倍,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中的一级B标准.臭氧将大分子的有机物降解成小分子有机物后被生物活性炭吸附和氧化,同时产生部分微生物胞外分泌物及其代谢产物,TOC和UV254在分子质量＜1 ku区间的比例分别由进水的60.7％和58.8％增加至出水的66.8％和65.7％.     

催化臭氧氧化联合BAC工艺深度处理石化废水

针对石化废水难降解的问题，采用活性炭作为臭氧氧化单元的催化剂，并串联生物活性炭(BAC)单元，从水质变化、有机物分子质量分布和有机物结构等角度解析催化臭氧氧化对石化废水中难降解有机物的降解特性，以及对后续BAC单元出水水质的影响机理。结果表明，活性炭催化对臭氧氧化去除COD和UV₂₅₄均有一定的促进作用，且对后续BAC单元去除COD和UV₂₅₄的促进效果更明显，其中，对UV₂₅₄的去除效果影响更大，当臭氧投加量为15和20 mg/L时，催化臭氧氧化对UV₂₅₄的去除率比臭氧氧化分别提升9.4%和11.5%，后续BAC单元对UV₂₅₄的去除率比无催化条件时分别提升17.0%和15.4%；催化条件对进水有机物分子质量分布的改变在O₃投加量为15 mg/L时更明显，相比臭氧氧化，催化臭氧氧化对进水中不可吹扫有机碳(NPOC)的去除率提升5.4%，出水中分子质量<1 ku的NPOC比例增加6%；进水经催化臭氧氧化后，有机物结构显著改变，酚类、链烷烃类及不饱和...     

Adsorption of dissolved natural organic matter by modified activated carbons

Adsorption of dissolved natural organic matter (DOM) by virgin and modified granular activated carbons (GACs) was studied. DOM samples were obtained from two water treatment plants before (i.e., raw water) and after coagulation/flocculation/sedimentation processes (i.e., treated water). A granular activated carbon (GAC) was modified by high temperature helium or ammonia treatment, or iron impregnation followed by high temperature ammonia treatment. Two activated carbon fibers (ACFs) were also used, with no modification, to examine the effect of carbon porosity on DOM adsorption. Size exclusion chromatography (SEC) and specific ultraviolet absorbance (SUVA(254)) were employed to characterize the DOMs before and after adsorption. Iron-impregnated (HDFe) and ammonia-treated (HDN) activated carbons showed significantly higher DOM uptakes than the virgin GAC. The enhanced DOM uptake by HDFe was due to the presence of iron species on the carbon surface. The higher uptake of HDN was attributed to the enlarged carbon pores and basic surface created during ammonia treatment. The SEC and SUVA(254) results showed no specific selectivity in the removal of different DOM components as a result of carbon modification. The removal of DOM from both raw and treated waters was negligible by ACF10, having 96% of its surface area in pores smaller than 1 nm. Small molecular weight (MW) DOM components were preferentially removed by ACF20H, having 33% of its surface area in 1--3 nm pores. DOM components with MWs larger than 1600, 2000, and 2700 Da of Charleston raw, Charleston-treated, and Spartanburg-treated waters, respectively, were excluded from the pores of ACF20H. In contrast to carbon fibers, DOM components from entire MW range were removed from waters by virgin and modified GACs.     

滦河源水的深度处理技术研究

针对滦河源水水质，在常规处理的基础上分别进行了生物活性炭和臭氧生物活性炭两种深度处理工艺的对比试验。结果表明，普通生物活性炭和臭氧生物活性炭两种深度处理工艺均能有效改善常规工艺的出水水质，经过色质联机检验，水中各类微量有机物的种类和含量均有了显著降低。相比较而言，臭氧生物活性炭对有机物具有更高的去除率，对氨氮的平均去除率为58．3％，对CODMn的平均去除率为58％，对UV254的平均去除率为62．3％，对TOC的平均去除率为51．6％，对分子质量为1～5ku有机物的去除率〉60％，对分子质量〈1ku和分子质量〉5ku的有机物去除率〉30％。     

珠江水中有机物分子量分布及其去除研究

采用超滤膜分级方法考察了常规混凝、高锰酸钾和粉末活性炭预处理等工艺对珠江水中各级分子量有机物的去除效果。结果表明,珠江水中有机物以分子量小于1kDa的小分子有机物为主,各级分子量有机物TOC和UV254具有良好的相关性。常规混凝工艺主要去除大分子有机物,且去除率随分子量的减小而降低。高锰酸钾预处理能够全面提高各级分子量有机物的去除效果;粉末活性炭主要吸附中小分子有机物,对各级分子量有机物的去除效果与常规混凝成互补。     

生物活性炭去除微囊藻毒素的研究

采用生物活性炭(BAC)工艺去除饮用水中微囊藻毒素(MC)，HRT为1，5h时对CODMn和UV254的去除率分别为55．3％和35.1％，对MC—RR、MC—YR和MC—LR的去除率分别为60．57％、63．30％和68．79％。原水中较高浓度的易生物降解有机物会抑制BAC对MC的去除，大部分MC可通过微生物降解去除(同时使活性炭得到一定程度的再生)，部分MC通过吸附作用被去除。     

炭龄对活性炭工艺去除南水北调水中有机物的影响

基于北方某水厂中试基地,采用新炭、2.5~3.5年炭、4.5~5.5年炭等不同炭龄的活性炭滤柱,进行为期1年的连续运行,对比研究炭龄对南水北调水源水中有机物去除效果的影响。结果表明,长期运行稳定的活性炭滤柱,主要通过生物作用去除水中的有机物;2.5~3.5年和4.5~5.5年炭龄滤柱对有机物的去除效果差异较小,但二者对三氯甲烷的去除效果优于生物膜不稳定的新炭滤柱;通过高通量测序解析发现,鞘氨醇单胞菌、DSSF69等是优势功能菌,炭龄长的生物多样性更丰富,生物膜系统更稳定。此外,活性炭滤柱对有机物的去除效果与进水有机物的污染程度相关,当进水溶解性有机物浓度较低时,活性炭滤柱会出现吸附物质逆扩散的现象,所以当水质较好时,活性炭滤池的有机物去除效果会减弱。     

混凝/微滤去除滦河水中不同分子质量有机物的效果

采用混凝/微滤工艺处理滦河水,以DOC、UV254、THMFP为指标考察了处理前、后水中有机物的分子质量分布.结果表明,原水中的有机物以溶解性小分子有机物为主,该部分有机物是生成THMs的主要物质,其中分子质量为1-3 ku的有机物生成THMs的能力最强;混凝/微滤工艺对分子质量>10 ku的DOC的去除效果较好,在各个分子质量区间,对UV254的去除率均高于对DOC的;系统对THMFP的去除率约为40%.     

颗粒活性炭吸附对预臭氧后微污染原水水质影响研究

在不同的预臭氧浓度条件下处理微污染原水,考察了颗粒活性灰（GAC）吸附对处理后水样水质的影响.选择化学需氧量（CODMn）、溶解性有机碳（DOC）、生物可降解溶解性有机碳（BDOC）、UV254和氨氮（NH;-N）含量及有机物分子量分布作为考察吸附效果的检测指标.结果表明,在静态吸附时间达到5天时,颗粒活性炭吸附曲线开始趋于平缓,吸附时间超过5天之后吸附趋于饱和;预臭氧含量为2.5 mg/L时,颗粒活性炭对有机物的吸附效果最佳,对CODMn、DOC、BDOC的去除率分别为53.2％,63.2％和36.2％;在不同预臭氧处理条件下,颗粒活性炭对NH;-N的吸附效果并未表现出较大的差异,吸附去除率约为5％;颗粒活性炭优先吸附水中分子量＞ 10kDa的有机物,其次为分子量＜1 kDa的有机物.     

混凝和粉末炭去除黄浦江水中DOM的效果

研究表明,混凝去降分子量〉４０００ｕ的溶解性有机场（ＤＯＭ）效果较好,而对分子量〈４０００ｕ的去除效果较差。粉末活性炭去除低分子量的ＤＯＭ效果较好,去除大分子量的ＤＯＭ效果较差。当粉末活性炭投加量较大时,ＤＯＭ分子量的大小对吸附效果的影响减少。黄浦江水中分子量〉４０００ｕ的一部分有机物难以被粉末活性炭吸附去除。