反冲洗对4种换炭模式下生物活性炭层生物量和水质指标的影响

以水厂砂滤池出水作为生物活性炭柱的反冲洗水,研究了4种换炭模式下反冲洗前后炭层中生物量和出水水质指标的变化情况。结果表明,旧炭(已经运行使用3年的颗粒炭)的装填比例对炭层中生物量和出水水质指标均有不同程度的影响。通常情况下,全新炭柱上的生物量略高于旧炭,但反冲洗后旧炭比例高的炭柱生物量损失率更低。气水先后反冲洗后总生物量的损失率比单独水冲后总生物量的损失大,但附着生物量的损失基本不变,说明生物活性炭池可尝试使用单独水反冲洗。除高锰酸盐指数(COD_(Mn))变化不明显外,紫外吸光度(UV_(254))、可溶性有机碳(DOC)、生物可降解溶解性有机碳(BDOC)、生物不可降解溶解性有机碳(NBDOC)和三卤甲烷生成潜能(THMFP)的去除率在反冲洗后均有不同程度的上升。因此,反冲洗有利有弊,它既能冲刷掉部分附着在活性炭上的生物膜,对生物的冲刷力较强,同时又能恢复活性炭的吸附能力,使有机物的去除效果增强。反冲洗对填装精制新炭的4#炭柱炭层的吸附容量的恢复力最强,但其生物量的损失率却最大,说明相对于填装粗制新炭的3#炭柱,4#炭柱上的生物系统抵抗水力冲刷能力相对较弱,因此,精制或粗制炭的选择应根据活性炭池是主要发挥其吸附能力还是生物降解能力的需要进行。

南方天然水体DOM的化学分级、变化特征及三卤甲烷生成势(THMFP)特性研究

采用XAD树脂吸附法,在春季内(3～5月)连续对南方深圳水库中的水体溶解性有机物(DOM)进行化学分级表征.结果表明,天然水体DOM的总量和单个化学分级组分含量在一个季节会发生一定的波动,但总的分布特征在季节内未发生根本变化,即憎水酸(HoA)和亲水部分(HiM)浓度始终较高,而憎水碱(HoB)、憎水中性物(HoN)、弱憎水酸(WHoA)浓度则相对较低.同时,选取代表性时间点对DOM各化学分级组分进行了消毒副产物三卤甲烷生成势(THMFP)的研究,发现三卤甲烷(THMs)的主要前驱物为憎水和弱憎水有机部分,对THMFP的贡献共占约80%.进一步研究发现,憎水中性物、憎水酸、弱憎水酸的THMs生成能力较强,总体上与紫外吸收能力基本一致;但弱憎水酸表现略有不同,其SUVA(100×UV254/DOC)值并不十分突出,但三卤甲烷生成能力却明显较高,说明DOM的紫外吸收特性不能完全作为THMFP特性的替代指标.亲水物质(HiM)的SUVA值也不高,但其THMs生成能力接近憎水酸部分,值得水处理工艺研究重点关注.

二氧化氯预氧化控制饮用水中的THMFP研究

在避光且封口的条件下,向原水中分别投加1、2、3、4 mg/L的高纯度二氧化氯,与原水反应30 min后,水样中三卤甲烷前体物(THMFP)的总量明显减少,减少幅度为18.35%～34.37%,且对浊度和色度也有明显的去除。通过紫外光谱扫描及对TOC的测定,发现二氧化氯不能够直接矿化有机物,仅能改变有机物的化学结构或者把大分子物质氧化成小分子物质,且这些小分子物质较难与氯发生反应生成三卤甲烷(THM),从而达到控制THMFP的目的。

广东省主要土类的三卤甲烷生成潜能(THMFP)

通过振荡浸出实验 ,测定了广东省几种主要土类的三卤甲烷生成潜能 (THMFP) ,比较了土壤浸提液中溶解态 (可过滤态 )有机物与悬浮态 (不可过滤态 )有机物在形成三卤甲烷 (THMs)中的作用 ,并对影响土壤THMFP的各种因素进行讨论 .结果表明 :①各主要土类表层土中 ,未过滤浸提液的整体THMFP(b THMFP)含量范围为 :0 7～ 3 6 8μg/g土 ,中值为 1 0 6μg/g土 ;过滤浸提液的THMFP(指可溶性有机物的THMFP ,即d THMFP)含量范围为 :0 5～ 2 1 2 μg/g土 ,中值为 3 9μg/g土 ;其中 ,1 9号石灰土的b THMFP和d THMFP最高 ,2 0号紫色土的b THMFP最低 ,5号赤红壤的d THMFP最低 .②总体上 ,悬浮态有机物对THMs生成量有较大的正贡献 .③影响土壤THMFP的因素主要是有机质含量、各种氧化物含量、土壤发生层次。

沉淀、气浮对THMs和THMFP的去除效果研究

分别采用混凝/气浮、混凝/沉淀工艺处理天津某水厂预氯化水,考察了两种工艺对预氯化水中三卤甲烷(THMs)及三卤甲烷生成势(THMFP)的去除效果。结果表明,混凝/气浮工艺对THMs、THMFP的去除率分别为37%、55%,较混凝/沉淀(19%、34%)工艺分别提高了18%、21%;经气浮处理后,自来水的UV254/TOC值明显降低,即大大降低了THMFP在有机物中所占的比例,从而能够有效降低后续氯消毒工艺中THMs的生成量;混凝/气浮工艺对藻类的去除效果较混凝/沉淀工艺的好,其在较高ξ电位时就能取得较好的除藻效果。

水厂水处理工艺中总有机碳及三卤甲烷生成势变化影响研究

对自来水处理厂各个水处理工艺段出水中总有机碳、三卤甲烷以及三卤甲烷生成势等指标进行了调查分析,研究了水处理过程中总有机碳在各个流程中的消除情况和变化趋势,从横向和纵向两个方面对比及分析了三卤甲烷的含量变化趋势及组成情况,对各工艺段三卤甲烷生成势进行了量值分析并将其与总有机碳含量进行了关联性分析。实验结果表明:溶解性有机碳浓度在整个水处理过程中呈现下降趋势,对其消除作用最明显的工艺为平流沉淀池,该流程可消除79%~87%的总有机碳;三卤甲烷在加氯经过清水池后,其含量呈现出大幅度增加,占到其整体含量的72%~77%,对其组成分析发现,其中三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和三溴甲烷的质量分数之比接近于2∶2∶4,呈现出较为明显的化学反应的特点,证明其含量的增加确实来自加氯后的反应生成。采样期间三卤甲烷的质量浓度在0.4~42.9μg/L之间,符合国家相关标准;三卤甲烷生成势质量浓度变化范围为130~410μg/L,处于中等水平,且其含量与总有机碳的含量呈现出显著的正相关关系。

高锰酸盐预氧化与生物活性炭-砂滤池工艺去除THMFP效能研究

通过动态连续流实验考察了高锰酸盐预氧化与生物活性炭-砂滤池工艺对THMFP 的去除效果。研究发现,高锰酸盐预氧化能够提高混凝工艺对大分子有机物(MV>5100)的去除效能,生物活性炭-砂滤池对小分子有机物(MV<1200)有明显的去除作用,该组合工艺对不同分子量有机物的去除具有很好的互补性。与常规处理工艺相比,该组合工艺对THMFP的去除率提高了44％。

黄浦江水源的溶解性有机物分子量分布变化的特点

通过一年时间对黄浦江上游水进行有机物分子量分布的测定 ,表明黄浦江有机物分子量分布的变化受湖泊水质和排入污水的共同影响 ,其主要特征是溶解性的低分子量有机物占多数 .黄浦江水中的腐殖酸含量和三氯甲烷生成潜能在夏季时最高 。

臭氧预氧化对藻细胞及胞外分泌物消毒副产物生成势的影响

以处于对数生长期后期的悦目颤藻为研究对象,研究了藻细胞及胞外分泌物对氯化消毒副产物生成势(DBPFP)的贡献,以及臭氧预氧化对DBPFP的影响规律,即不同臭氧投量及预氧化时间对DBPFP的影响,并探讨臭氧预氧化控制消毒副产物生成势的原因.研究表明,藻细胞和胞外分泌物的三卤甲烷类副产物都主要是氯仿和一溴二氯甲烷,卤乙酸类副产物都主要是二氯乙酸和三氯乙酸.颤藻细胞和其EOM本身及经臭氧预氧化混凝后形成卤乙酸的能力基本都高于形成三卤甲烷的能力,在实际含藻水的处理中,应该更加重视对卤乙酸的控制.臭氧预氧化可以降低胞外分泌物形成氯化消毒副产物(DBP)的能力,且随着反应时间延长,DBPFP降低越多.在本试验条件下,0.975 mg/L臭氧预氧化10min后混凝,可比单纯混凝降低胞外分泌物DBPFP 31%,其中HAAFP降低52.6%,而THMFP却升高12.5%,可见臭氧预氧化控制胞外分泌物DBPFP主要原因是其可以很好地控制卤乙酸生成势.同时臭氧预氧化会使含藻细胞水样的DBPFP大幅度升高,且随着氧化时间延长,各种氯化消毒副产物生成势几乎呈线性增加.在实际水处理中,应在去除藻细胞之后再进行臭氧氧化以控制DBPFP.

典型南方水源溶解性有机物分子量分布变化及去除特性

用超滤膜法对以东江为水源的深圳水库水体溶解性有机物（DOM）进行物理分级表征，研究了2005年3-9月原水中DOM分子量分布的连续变化特性，以及各分子量范围的DOM组分与消毒副产物三卤甲烷生成势（THMFP）之间的关系．结果表明，在此原水DOM中，相对分子量小于1000的有机物所占比例最高（平均值为41．15％（以DOC计）），这说明东江原水中DOM主要以小分子量有机物为主，此分子量范围有机物所产生的THMFP在原水中所占比例均值为32．23％．水处理研究表明，常规工艺和深度处理工艺对其DOC和THMFP的去除率均不高．对原水总DOC的贡献占第二位的是分子量在10^4-3×10^4之间的有机物（均值为24．07％），其对总THMFP的贡献率为29．09％。常规工艺对此分子量范围有机物去除效果很好．

羟基氧化铁催化臭氧氧化对滤后水THMs生成势的控制作用

实验比较了滤后水经过单独臭氧氧化和羟基氧化铁催化臭氧氧化后的三卤甲烷生成势（THMFP）,考察了不同的溴离子含量、pH值、碱度、O3／TOC比例、氧化反应时间、催化剂投量时，2种氧化条件下滤后水THMFP的变化规律．发现羟基氧化铁催化氧化后，滤后水的THMFP比单独臭氧氧化后的降低了30．5％．溴离子浓度较高时THMs以溴代产物为主，羟基氧化铁催化氧化后溴代的THMFP是单独臭氧氧化后的45％～65．5％．在滤后水pH值为6．33～9．43、O3／TOC比值为0．65～2．05、氧化时间为2～20min的条件下，羟基氧化铁催化氧化都表现出明显降低THMFP的优势．碱度升高使2种氧化后的THMFP都降低，且使其差值减小．催化剂存在降低THMFP的最佳投量,催化氧化降低滤后水THMFP的原因是比单独臭氧氧化提高了对TOC的去除率。催化产生的羟基自由基进一步氧化降低了水中有机物卤代活性位的数量．

组合工艺控制有机物及消毒副产物前体物的特性研究

通过XAD-8树脂将水中有机物分成疏水性、亲水性两部分,对传统常规处理工艺(混凝气浮、过滤)和深度处理工艺(臭氧氧化、生物活性炭)出水的DOC,UV254THMFP,HAAFP指标以及疏水、亲水有机物去除率进行了检测分析。结果表明,生物活性炭(BAC)单元工艺能同时去除疏水性和亲水性两种有机物,且两者去除率均为最高。其次去除效果较好的是传统的常规工艺。臭氧工艺具有将天然的疏水性有机物氧化成可生化降解的亲水性小分子有机物的特点,在预臭氧+常规以及O3-BAC组合工艺中,起到了强化去除有机物和消毒副产物前体物的效果。

混凝/气浮与混凝/沉淀工艺处理微污染原水的对比

采用混凝/气浮工艺代替混凝/沉淀工艺,进行了处理北方地区微污染原水的中试研究。中试装置由不锈钢制成,处理水量为120 m3/d,通过连续运行对比了两系统对浊度、UV254、CODMn、TOC、藻类、THMFP等指标的去除效果。试验结果表明,与传统的混凝/沉淀工艺相比,混凝/气浮工艺具有运行稳定、除污效果好、药耗低等优点,适合处理北方地区的微污染原水。

臭氧催化氧化与BAC联用控制氯化消毒副产物

研究了臭氧催化氧化与生物活性炭联用技术对氯化消毒副产物(DBPs)的控制效能。结果表明:常规工艺出水中分子质量为2 000 u左右的疏水性有机物是氯化消毒副产物的主要前质,其占DOC与UV254的比例分别为70%和80%,并与UV254有良好的线性相关性,故可用UV254作为DBPs前质的替代指标。臭氧催化氧化与生物活性炭联用对DBPs前质的去除效果显著,其中臭氧催化氧化可有效去除三卤甲烷(THMs)前质中的疏水性有机物及部分亲水性有机物,并提高了DBPs前质的可生化性,是给水深度处理中控制THMs前质的主要工艺环节。臭氧催化氧化/生物活性炭对UV254的控制是减少DBPs生成的一条有效途径。

臭氧-生物活性炭工艺处理黄浦江微污染原水的中试研究

以黄浦江原水为研究对象,对臭氧-生物活性炭(O3-BAC)组合工艺去除有机污染物的性能、机理进行了中试研究。结果表明,该工艺对各指标的去除率为:CODMn 24%,UV25435%,三卤甲烷前体物31%,AOC 63%,且对各分子量区间的有机物的去除有互补性。O3-BAC组合工艺一方面可以有效去除黄浦江原水中的微量有机污染物、消毒副产物前体物,减少后加氯量,降低消毒副产物生成量,保障饮用水的化学安全性;另一方面能明显降低水中的可同化有机碳(AOC)浓度,提高饮用水的生物稳定性。

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>30ku和分子质量<1ku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>30ku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。

预臭氧化工艺对消毒副产物影响的生产性研究

通过进行预臭氧化—紫外线联合氯消毒工艺处理高温高藻期滦河水的生产性试验,检测和分析三卤甲烷生成势(THMFP)和卤乙酸生成势(HAAFP)的含量变化情况,研究了整套水处理工艺,尤其是预臭氧化单元对氯消毒副产物(DBPs)的去除效果。同时,研究了甲醛和溴酸盐这两种臭氧化副产物在处理过程中的生成情况。结果表明:在高温高藻期,预臭氧化单元对THMFP和HAAFP的平均去除率分别为12.43%和15.06%,整套工艺对THMFP和HAAFP的平均总去除率分别为39.33%和54.12%,氯消毒副产物前体物得到有效去除;出水中甲醛含量低于50μg/L,溴酸盐的含量小于6μg/L,臭氧氧化副产物得到了有效控制。

二氧化氯预氧化控制饮用水三卤甲烷生成势的研究

为了减少饮用水中三卤甲烷(THMs)的生成,采用二氧化氯预氧化取代传统的预氯化.采用自制的二氧化氯,其纯度在99%以上,在避光/封口的条件下,投加2 mg/L的二氧化氯与原水反应30 min.通过超滤膜法分析不同分子量区间三卤甲烷生成势(THMFP)的变化,发现大部分小分子物质被氯化生成THMs,经二氧化氯氧化后,发现不同分子量区间的THMFP均有所降低,且部分大分子物质变为小分子物质,这些物质较难与氯发生反应生成THMs,说明THMs的生成不仅与分子量有关还与分子结构相关.另外,二氧化氯预氧化对色度和浊度都有比较明显的去除效果.

华南地区土壤中不同结合态腐殖质的三卤甲烷生成潜能

通过提取土壤中各结合态腐殖酸组分 ,研究华南地区不同土壤类型、不同结合态腐殖酸的三卤甲烷生成潜能 ( THMFP) .结果表明 :1稳结态腐殖酸 ( H2 )的 THMFP最大 ,其次是松结态腐殖酸 ( H1 ) ,紧结态腐殖酸 ( H3)的 THMFP最小 ;2各土样不同结合态腐殖酸中 ,基本上是富里酸 ( FA)的 THMFP大于胡敏酸 ( HA)的 THMFP;3同属铁铝土纲的麻红壤、赤红壤和砖红壤 3者中 ,砖红壤各结合态腐殖酸的 CHCl3生成量最小 ;4水稻土和湿潮土两者各结合态腐殖酸的 CHCl3生成量的变化规律基本一致 .

臭氧生物活性炭对三卤甲烷生成势去除效能

三卤甲烷生成势(THMFP)随着氯化消毒的广泛使用成为人们普遍关心的新问题.由于THMFP主要由天然有机物(NOM)成分组成,因而常规水处理工艺难于将其有效的去除.臭氧生物活性炭技术不仅具有臭氧氧化、提高溶解氧的优点,而且协同了活性炭的吸附作用和强化微生物的生物降解作用.研究了经该工艺处理后水质参数THMFP与溶解性有机炭(DOC)之间的关系,以及pH.对它们相互关系的影响.结果表明:生物活性炭工艺可以长期稳定去除50.2～59.3%的THMFP.