饮用水处理过程中天然有机物引起的超滤膜污染机制研究进展

天然有机物(NOM)存在于地表水、地下水和土壤水中。超滤(UF)膜技术具有运行压力小、设备集成化程度高和占地面积小等优势,但NOM造成的复合污染使超滤膜在水处理的应用管理变得复杂。本文在概述NOM的来源、组成和化学性质的基础上,通过分析不同结构特征的NOM间的相互作用机制,阐述了不同结构特征的NOM的复合膜污染。从离子与NOM络合的影响因素、络合对NOM理化性质的影响等,分析了离子与NOM的复合膜污染。最后,分析了目前研究面临的挑战,并对未来的发展方向进行了展望。

强化混凝去除水中天然有机物(NOM)的研究

讨论了强化混凝去除水中天然有机物(NOM)的基本原理和影响因素,综述了几种基于活性炭吸附、高锰酸盐氧化、臭氧氧化的强化混凝工艺去除NOM的特点和效果.

强化混凝处理饮用水中天然有机物(NOM)的研究进展

综述了利用强化混凝法去除饮用水中NOM的基本原理和影响因素 ;以及目前基于强化混凝去除水中NOM的几种主要方法 :加活性炭、加高铁 (锰 )酸盐预氧化、预臭氧化的强化混凝法 ;并前瞻了该法。

水体中天然有机物与新污染物的相互作用及环境影响研究进展

环境水体中的天然有机物(NOM)会与部分新污染物(CECs)发生相互作用,影响后者的定量检测、迁移转化及最终的降解去除。以荧光光谱法为代表的定量研究方法和机制表征手段为NOM与CECs结合作用的研究奠定了基础。NOM与CECs的结合机制包括疏水作用和与极性基团相关的特异性作用,结合强弱与两者的性质、浓度和环境条件相关。NOM可作为反应物、引发剂和促进剂促进CECs的自然与化学降解过程。在絮凝、吸附和膜滤工艺中,特定浓度的NOM可为CECs提供额外的吸附作用点位,促进CECs的去除。

水中天然有机物的常用分析手段及其去除技术研究进展

水中的天然有机物(NOM)是典型的消毒副产物前驱物质,对人类饮用水健康存在潜在危害。本文对水中NOM的常用的分析手段(紫外-可见光光谱分析、凝胶渗透色谱分析、红外光谱分析和三维荧光光谱)以及去除技术进行了总结和分析。

H_(2)O_(2)&Fe^(2+)预处理对天然有机物膜污染行为的影响机制

选用腐殖酸(HA)代表天然有机物,考察微量H_(2)O_(2)&Fe^(2+)预处理对膜污染的减缓机理及减缓效果关键影响因素.结果发现,无需提供额外酸性条件,投加100μmol/L的Fe^(2+)和H_(2)O_(2)反应20min后,膜通量衰减率可从83%降低到20%,通量恢复率从26%增大到100%,且膜污染减缓能力随反应时间和H_(2)O_(2)&Fe^(2+)投加量的增大在持续增大,远优于同等剂量H_(2)O_(2)、Fe^(2+)或Fe^(3+)的膜污染减缓能力.究其原因,主要因为H_(2)O_(2)&Fe^(2+)可诱导HA产生羧酸,进而触发Fenton反应.Fenton过程的氧化和混凝协同作用,促使HA分子间团聚形成大尺寸絮体并削弱HA在膜面作用力,导致污染物在膜面的吸附累积速率降低,且形成松散的污染层,最终伴随着膜污染的大幅度减缓.

铁盐和铝盐混凝对水中天然有机物的去除特性研究

以三氯化铁和硫酸铝为研究对象,探讨了2种混凝剂对水中天然有机物的去除效果及特点.结果表明,低投量下,硫酸铝对天然有机物的去除效果要好于三氯化铁,混凝剂投量高于15 mg/L时,三氯化铁的效果较好.如混凝剂投量为10 mg/L时,硫酸铝和三氯化铁处理水的TOC分别为4.19 mg/L和9 mg/L;当混凝剂投量为20 mg/L时,TOC分别降至2.44 mg/L和1.69 mg/L.三氯化铁混凝后水的pH值降低幅度高于硫酸铝,形成的水解产物所带正电荷密度升高,水中有机物的质子化程度高,有利于对有机物的吸附去除.通过对UV254和SUVA的考察可知,三氯化铁对共轭结构及不饱和有机物的去除能力要高于硫酸铝.2种混凝剂对水中不同性质有机物的去除效果不同,三氯化铁对亲水性有机物去除效果较好,对小分子量有机物去除高于硫酸铝,如混凝剂投量为20 mg/L时,三氯化铁和硫酸铝对相对分子质量区间小于10 000的有机物去除率分别为16.4%和6.1%,而硫酸铝对大分子量有机物去除效率较高.

天然有机物对纳滤水处理工艺的影响

天然有机物(NOM)广泛存在于天然水体中,对纳滤处理过程产生较大影响。该文在介绍NOM的组成和物化性质的基础上,讨论了NOM对截留率和膜通量的影响,阐述了纳滤过程中NOM的亲、疏水性,浓差极化效应,静电排斥作用,氢键作用,二价离子络合等对纳滤过程的影响机理,对提高纳滤膜过滤性能有重要意义。

引滦水中不同形态天然有机物的卤代活性

用过滤、ＸＡＤ树胎吸附和阴离子树脂吸附等方法将引滦水中的天然有机物分离为悬浮态、憎水化合物、腐殖酸类化合物、非腐殖酸类阴离子化合物和其它亲水化合物等．分别对不同形态有机物进行氯化处理，测定了产物中的挥发性卤代烃．结果表明，引滦水中天然有机物的主要气化产物是氯仿和一溴二氯甲烷，此外还生成少量二溴一氯甲烷．悬浮态有机物和溶解态腐殖酸是生成氯仿的最重要母体．一溴二氯甲烷和二溴一氯甲烷则大多来源于溶解态腐殖酸．

吸附法去除水中天然有机物的研究进展

介绍了吸附法去除水体中天然有机物(NOM)的研究应用和吸附机理,阐述了活性炭吸附剂、树脂类吸附剂、壳聚糖类吸附剂和无机矿物质吸附剂去除NOM的研究进展。还对吸附法的研究和应用的2个可能发展方向进行了展望,一是新型吸附剂的开发,尤其是高效型、可多次循环使用的吸附剂的开发;二是加强生物吸附剂的开发。

强化混凝去除水源水中天然有机物的研究进展

介绍了强化混凝去除水源水中天然有机物的研究现状。水源水的复杂性决定了所选用的强化混凝过程的复杂性。如何保证强化混凝去除天然有机物的处理效果,是一个系统工程,需要对混凝机理与动力学做出进一步研究,才能更好的对混凝过程进行系统的模拟和优化,从根本上解决强化混凝存在的问题。

水中天然有机物的分类特性及其卤代活性

利用XAD树脂对原水中的天然有机物进行富集分类 ,将其分为腐植酸、富里酸、亲水酸和其它亲水物质等 4种有机组分 .考察了原水中各有机组分的分布及其在加氯消毒过程中的三卤甲烷生成量、生成速度及耗氯量情况 .研究结果表明 ,原水中的主要成分是富里酸 ,占有机物总量的 5 0 7% ,其它 3种成分所占比例相对较小 ;原水具有较高的三卤甲烷生成能力 ,富里酸是生成三卤甲烷的主要有机组分 ;对各有机组分卤代活性的研究表明 ,腐植酸、富里酸和亲水酸具有较高的卤代活性 ,其它亲水物质的卤代活性较低 ;从各有机组分的三卤甲烷生成速度及与氯反应速度来看 ,腐植酸、富里酸及亲水酸具有较快的三卤甲烷生成速度 ,与氯的反应速度也较快 ,而其它亲水物质的三卤甲烷生成速度及与氯的反应速度均较低 .

新型分离技术在天然有机物提取及纯化中的应用

论述了新型分离技术如超临界萃取、液膜分离、双水相萃取、超声提取技术的原理及特点 ,介绍了它们在天然药物活性有机物提取分离中的应用研究进展 ,对其工业前景进行了展望。

原水天然有机物化学特性与消毒副产物关系

原水氯消毒过程中,氯会与水中的天然有机物(NOM)反应,生成三卤甲烷、卤乙酸等消毒副产物(DBPs)。为了选择有效的饮用水净化工艺,控制消毒副产物的生成,研究天然有机物的化学特性及与消毒副产物的关系,是十分必要的。在总结NOM相似组分化学分离方法的基础上,概括了不同水源中NOM及各组分溶解性有机物(DOC)的含量、对消毒副产物的贡献、化学组成以及可能生成DBPs的化学结构。不同水源中NOM及各组分DOC含量不同,相同组分对消毒副产物的贡献也有很大的差别,且NOM各组分的化学组成有一定的重叠,对生成DBPs的化学结构需继续研究。

天然原水有机物分子量分布的测定

采用ＵＦ膜法，使用国产超滤膜对华东地区４ 种主要地表天然原水，进行了有机物分子量分布的测定。结果表明４ 种地表天然原水中，分子量小于４ ０００ 的溶解性有机物占５０ ％

天然有机物在氧化铝表面的吸附机理研究

考察了天然有机物(NOM)的2种分离组份(憎水部分HyO,亲水部分HyI)和一种商用腐殖酸(CHA)在氧化铝表面的吸附解吸行为规律,从芳香性、分子量、极性的角度探讨了NOM自身特性对吸附性能的影响,并通过改变溶液性质(pH值、离子强度、二价阳离子Ca2+),进一步论证了NOM在金属氧化物表面的吸附机理.结果表明,芳香性高、弱极性的有机物吸附性能较强;降低溶液的pH值,有助于增加吸附剂的吸附容量;离子强度和Ca2+对吸附行为的影响,与NOM自身和内部组分的性质有关.NOM吸附于金属氧化物表面的机理,可以归结为配位体交换、静电作用、憎水作用、阳离子架桥等多个因素共同作用的结果.采用原子力显微成像技术,进一步从微观角度证实了憎水作用和阳离子架桥作用的存在.

高锰酸钾对水中天然有机物氯化活性的影响

利用树脂分离技术将水中天然有机物分为腐殖酸(HA)、富里酸(FA)、亲水酸(HPIA)和其它亲水物质(HPI-NA)等4部分,研究了高锰酸钾对不同有机组分卤代活性的影响.结果表明,高锰酸钾增加了腐殖酸和其它亲水物质加氯的卤代活性,降低了富里酸和亲水酸的卤代活性,如投加0.75 mg/L高锰酸钾时,腐殖酸和其它亲水物质的卤代活性增加了39.3%和13.8%,而富里酸和亲水酸卤代活性降低了33.6%和46.9%;通过对SUVA的考察可知,高锰酸钾增加了腐殖酸和其它亲水物质的碳碳不饱和双键的含量,使其卤代活性增加,而使富里酸和亲水酸的不饱和双键的含量降低,从而降低了其卤代活性;高锰酸钾与混凝相结合时,可以使腐殖酸、富里酸、亲水酸和其它亲水物质的三卤甲烷生成量较单独混凝时降低9.1、15.7、7.2和14.7个百分点.

古代文物表面常见天然有机物的显微共聚焦拉曼光谱研究

为了鉴别文物表面常见的天然有机物，采用显微共聚焦拉曼光谱技术采集了古代常用的蛋白类、多糖类、脂肪酸类、树脂类4类6种有代表性的天然有机物的拉曼光谱。通过对皮胶、桃胶、蜂蜡、棕榈蜡、达玛树脂和琥珀标准样品的拉曼光谱分析，发现蛋白类的特征振动峰位于1657cm-1、1305-1252cm-1、1033cm-1及1003cm-1附近；多糖类的特征振动峰位于1463cm-1、1328cm-1、1258cm-1、1088cm-1、977cm-1等；蜡类的特征振动峰位于1470-11350em“区间，1659cm-1、1303cm-1、1636cm-1及1610cm-1；树脂类的特征振动峰位于1660-11650cm-1区间和1460～1440cm-1区间。在对6种天然有机物光谱特征分析的基础上，得出了使用拉曼光谱法可实现古代文物表面常见天然有机物种类鉴别的结论。

施用脱硫石膏与天然有机物混合改良剂对盐化潮土理化性质及玉米产量的影响

研究利用脱硫石膏与天然有机物混合土壤改良剂的特有的性质,能够有效地改善盐化潮土土壤的理化环境并达到提高玉米产量的目的。采用改良剂成分比例不同的2种配方、4个施用量,以不施改良剂处理为对照,9个处理,3次重复。结果表明:脱硫石膏与天然有机物混合改良剂与基础土壤相比降低土壤容重2.30%～11.86%;增加土壤总孔隙度0.16%～10.52%;增加毛管孔隙6.28%～26.30%;降低非毛管孔隙7.82%～52.38%。2种配方改良剂的不同施用量与对照相比,土壤全盐量、ESP、Na++K+和Cl-离子分别下降了5.88%～127.27%;1.74%～95.69%;34.05%～185.5%;和164.94%～471.2%。增加土壤SO42-和Ca2+最多达到481.19%和478.25%。施用脱硫石膏与天然有机物混合改良剂不仅能够改善土壤物理结构和化学离子组成,同时也为作物提供了丰富的腐殖酸及Ca、S等营养物质,与对照相比提高玉米产量10.19%～30.99%,增加经济效益10.72%～18.67%。

TiO_2光催化降解水中天然有机物富里酸的动力学模型

在天津地表水中天然有机物主要是富里酸,它是消毒副产物的主要前驱体,因此对于富里酸的控制非常重要.以粉末态TiO2为催化剂,在光催化超滤反应器中对水中天然有机物富里酸进行了光催化氧化研究,考察了富里酸氧化的主要影响因素,包括初始pH值、催化剂浓度、光强、添加剂浓度.结果表明:富里酸降解过程能够用一级反应动力学来表示;最佳的催化剂浓度为0.5g·L-1;在pH值减小、添加剂浓度和光强增大时有助于富里酸的去除.通过分析反应速率常数和影响因素之间的关系,得到富里酸光催化氧化总体动力学模型,试验值基本符合动力学模型.另外试验还表明该反应器可方便地实现有机物降解且具有较高的去除效率.