粉末活性炭去除饮用水中2-MIB应用研究

随着我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)的实施,城市供水水质进一步提高的同时给部分仅使用常规处理工艺水厂的带来了挑战。为确保2-甲基异莰醇(2-MIB)稳定达标,常规处理工艺自来水厂将使用投加粉末活性炭的方法达到去除的目的。通过系统性研究实际生产中粉末活性炭的投加量、吸附时间、投加点对2-MIB去除的影响,结合出厂水水质、运行管理效率和经济性评价,确定应用粉末活性炭去除饮用水中2-MIB是可行的技术。结果表明,当原水2-MIB浓度为(61.2±3.70)ng/L时,在0~330 min吸附时间内,随着吸附时间延长,投加5~40 mg/L的粉末活性炭2-MIB的去除率增加;当吸附时间为300 min时,投加40 mg/L的粉末活性炭能将2-MIB浓度为(61.05±2.24)ng/L的原水降至低于10 ng/L;多级投加粉末活性炭对2-MIB去除效果明显优于原水单级投加,原水2-MIB浓度为(63.85±22.13)ng/L时,多级投加50 mg/L粉末活性炭2-MIB去除率(85.1±2.63)%。投加30 mg/L的粉末活性炭能将原水中高锰酸盐指数平均去除率从70.4%提高至78.4%,总有机碳平均去除率从39.8%提高至47.6%。

东营市典型水库2-MIB浓度水平及时空分布特征探究

本文探究东营市8个典型水库中2-甲基异茨醇(2-MIB)的浓度水平,分析2-MIB的时空分布特征。研究结果表明,8个典型水库中,2-MIB的浓度为27.3~182.0 ng/L,相较于国内其他水库,东营市典型水库2-MIB处于中等水平;东营市多数水库2-MIB浓度的时间变化趋势明显,主要原因在于温度影响藻类活动,进而影响2-MIB的浓度水平,然而,政策倾斜使得少数水库2-MIB浓度保持在一定范围内;空间分布方面,水库距离东营市中心越近,其2-MIB浓度水平越高,整体上,各水库2-MIB浓度呈现出中心区域高于周边区域的格局。

不同填料对滤池处理嗅味物质2-MIB的中试研究

针对水厂常规工艺对2022年发布的《生活饮用水卫生标准》中新增感官性指标2-MIB去除效果欠佳问题,以柱状滤池为实验装置,通过填充不同滤料模拟不同水厂滤池运行,对不同水厂生物滤池及砂滤料处理2-MIB效果、影响因素进行中试研究,在检验去除2-MIB的同时,对装置出水的浊度、UV254、硝酸盐等指标与滤池出水对比。结果表明,水厂滤池的生物滤料在其它水厂仍可发挥处理2-MIB效果,通过砂滤料与生物炭滤料混合,可以使原本不具有2-MIB降解效果的砂滤池出水2-MIB浓度低至10 ng/L以下,且其浊度、UV254去除效果与水厂常规滤池一致。同时滤池进水余氯量是影响出水2-MIB的重要因素,余氯量越高,出水2-MIB浓度随之升高。本实验为不具有去除2-MIB效果滤池且无深度处理工艺的水厂,提供了一种见效快、成本低的2-MIB处理方法,可以在不影响水厂滤池正常运行,不需增加深度处理工艺条件下,实现高效去除2-MIB。

γ-Al_2O_3催化臭氧氧化水中嗅味物质MIB效能研究

以γ-Al2O3粉末为催化剂,研究了催化臭氧氧化去除水体中典型嗅味物质2-甲基异茨醇(MIB)的效能及相关影响因素.研究表明,γ-Al2O3在蒸馏水和自来水本底中,均表现出显著的催化活性.在蒸馏水本底条件下,催化氧化可提高MIB去除率47个百分点;而在自来水本底条件下,可提高MIB去除率40个百分点以上.臭氧浓度、催化剂投加量和MIB的初始浓度对催化氧化过程具有明显的影响作用.水的硬度对γ-Al2O3催化臭氧氧化MIB影响不大,但水中无机阴离子对催化效果影响显著.天然水体中的重碳酸盐/碳酸盐碱度可以抑制催化臭氧氧化过程中产生的羟基自由基,对γ-Al2O3催化臭氧氧化MIB起到了抑制作用.低浓度的腐殖酸能够促进催化氧化过程,而高浓度时则有抑制作用.通过pH值对催化氧化MIB的影响和叔丁醇对催化氧化的抑制作用,间接地证明γ-Al2O3催化氧化MIB的作用机理是以羟基自由基为主的间接氧化过程.

若干氧化剂对水中嗅味物质2-MIB的氧化去除

研究了几种常见氧化剂对饮用水中嗅味物质2-甲基异莰醇(2-methylisoborneol,2-MIB)的相对氧化去除效能.结果表明,KMnO4、NaClO、ClO2和H2O2投加量达到50mg·L-1时,氧化3h^24h,高浓度的2-MIB(25μg·L-1左右)的去除效率为10%~21%,对低浓度的2-MIB(10μg·L-1左右)的去除效率为45%~53%.这些氧化剂对2-MIB的去除效果均弱于臭氧.臭氧投量为3mg·L-1时,氧化时间为5min,在偏酸性条件下,2-MIB的去除率可达60%以上;而中性及偏碱性条件下对2-MIB的去除率可达90%以上.臭氧化过程中形成的自由基对于2-MIB氧化效果显著,因此,自由基是分解水中2-MIB的主要成分.

水中天然有机物对粉末活性炭吸附2-MIB的影响

粉末活性炭(PAC)对2-MIB的吸附过程更接近于Freundich吸附等温模式。用树脂富集方法将松花江水中的天然有机物(NOM)分为憎水性酸(HOA)、憎水性碱(HOB)、憎水中性物(HON)、亲水酸(HIA)、亲水碱(HIB)、亲水中性物(HIN)等六类,原水中有机碳的回收率为84.7%(以TOC计)。不同组分NOM不同程度地降低了PAC的吸附容量。以松花江水为本底,利用等背景化合物模式进行试验,结果表明,活性炭的吸附容量与2-MIB初始浓度成正比。利用HSDM模型能很好地预测PAC吸附松花江原水中2-MIB的动力学过程,在PAC投加量适当的情况下,吸附时间为4h时的吸附量占吸附平衡总量的70%左右,与实测结果接近。

预氯化对粉末活性炭吸附水中2-MIB的影响

对预氯化和粉末活性炭(PAC)联合去除饮用水源中的嗅味物质2-MIB(2-Methylisobomeol)的影响因素进行了研究.利用静态试验考察PAC的吸附容量,同时采用比表面积仪、红外光谱等对氯化前后PAC的比表面积、孔径尺寸、官能团进行表征.结果表明,预氯化后,水中的2-MIB浓度降低很小,而余氯对后续PAC的进一步吸附去除2-MIB的影响很大.余氯的存在对等温吸附曲线影响较大,PAC对2-MIB吸附过程更接近于Freun-dich吸附等温式.氯化前后PAC的比表面积、孔径尺寸没有明显变化,但氯化后PAC表面的含氧官能团-COOH、-OH峰值明显增强.以松花江原水试验发现,余氯与水体其他有机物反应,降低了它们被PAC吸附,从而增加了2-MIB被PAC吸附的可能.余氯改变了活性炭吸附2-MIB的能力,同时也导致已被吸附的2-MIB重新解析.

产嗅藻类对东太湖某地原水中嗅味物质2-MIB的贡献

针对东太湖某水源地原水中嗅味物质2-甲基异莰醇(2-MIB)浓度过高问题,检测并鉴定原水中藻类分布及组成,考察并建立藻类与2-MIB的相关性,并利用16SrDNA基因测序方法对其中两种主要丝状藻类进行鉴定.结果表明:两个原水取水口及附近养殖区中2-MIB与藻密度呈明显的线性相关(R2>0.85),且颤藻目浮丝藻、泽丝藻以及针杆硅藻等占总藻数量的55%以上.值得注意的是,存在于藻细胞内部的2-MIB比例可达68%,水处理过程中需考虑胞内2-MIB的释放风险.此外,对养殖区周围水质数据分析表明采样点中2-MIB浓度、藻密度、氨氮浓度均和其与离养殖区距离呈负相关性,表明该地区取水口附近的水产养殖可能是导致2-MB偏高的主要原因.

水源水中2-MIB降解菌的筛选

针对特定水处理工艺,研究了投加2-MIB前后水中微生物种群的变化,建立了筛选分离2-MIB降解菌的方法.以生物膜生长成熟的活性炭连续处理含有较高浓度2-MIB水样,然后从活性炭表面取样,用2-MIB为惟一碳源的无机盐培养基筛选和驯养,最后进行划线分离,成功得到2-MIB降解菌种.通过16SrRNA分析,该菌株属于假单胞菌属(Pseudomonas spp.).

某浅水湖型水源地土臭素(GSM)和2-甲基异莰醇(2-MIB)的变化规律

以2016年某水源地水样为研究对象,对该水源水的致臭物质2-甲基异莰醇(2-MIB)、土臭素(GSM)以及藻类含量进行检测。通过环境因素相关性分析,构建水源水季节预警机制。研究表明:2-MIB与GSM的含量在夏秋季比较高,在冬春季相对较低;同时,2-MIB的含量在7月、8月远远高于臭阈值,这两种物质在3月、4月浓度均有所上升,与藻类浓度的变化规律基本一致。

紫外高级氧化工艺降解土臭素(GSM)和2-甲基异莰醇(2-MIB)的对比

紫外(UV)、紫外/过氧化氢(UV/H_(2)O_(2))、紫外/氯(UV/Cl_(2))等3种不同的紫外高级氧化工艺(UV-AOPs)可在一定程度上去除土臭素(GSM)和2-甲基异莰醇(2-MIB),其中UV/H_(2)O_(2)工艺对GSM和2-MIB的去除效果更好.光照强度、氧化剂投加量、反应时间、目标污染物初始浓度、pH值、无机阴离子及腐殖酸均会影响UV-AOPs工艺去除GSM和2-MIB的效果.提高光照强度、氧化剂投加量、反应时间会促进3种工艺对GSM和2-MIB的去除;目标污染物初始浓度、pH值及腐殖酸的浓度过高会抑制3种工艺对GSM和2-MIB的去除;SO_(4)^(2−)对去除嗅味物质有促进作用,HCO_(3)^(−)会抑制对嗅味物质的去除.通过对产物降解途径的分析,UV/H_(2)O_(2)工艺降解GSM和2-MIB会导致其中的环结构断裂,将小分子链状产物最终矿化成CO_(2)和H_(2)O.通过比较不同UV-AOPs工艺对实际水体不同指标的处理效能得出,UV/H_(2)O_(2)工艺对实际水体的处理效果优于UV及UV/Cl_(2)工艺.

O_3/H_2O_2工艺去除饮用水中2-MIB的效能与机制

以2-甲基异莰醇(MIB)为嗅味物质的代表物,采用过氧化氢/臭氧氧化(O3/H2O2)工艺去除水中嗅味物质,考察了O3/H2O2工艺对水中2-MIB的去除效能与主导作用机制。研究表明,投加H2O2显著提高了单独O3氧化对2-MIB的去除效能,H2O2与O3最佳物质的量比为0.3∶1,且2-MIB去除效果随pH值的升高而升高。叔丁醇对2-MIB的去除表现出显著的抑制作用,在O3氧化2-MIB过程中,除O3分子氧化2-MIB外,O3在水中自分解产生的强氧化性的羟基自由基(HO.)也具有协同氧化作用。不同浓度的天然有机物(NOM)对2-MIB去除效果的影响不同,较低浓度的NOM促进了2-MIB的去除,但随着其浓度的升高,2-MIB去除率明显降低。O3/H2O2工艺对水中2-MIB表现出良好的去除效果,是强化去除水中2-MIB等致臭微量有机物的重要工艺。

滦河原水2-MIB处理措施研究

以滦河高藻期原水为研究对象,在2-MIB暴发的背景下模拟滦河水经由上游预氧化后流入塘沽某水厂,投加活性炭再进行强化混凝试验,分析处理措施对2-MIB的去除效果。试验表明:向原水中投加氧化剂与活性炭联用并非处理2-MIB的最佳技术,单独投加活性炭对2-MIB的吸附效果显著,最高去除率可达到近80%,能够有效去除水中嗅味物质。

活性炭纤维、二氧化氯及其联用工艺去除2-MIB

采用液液萃取与气相色谱-质谱联用技术研究二氧化氯、活性炭纤维及二氧化氯与活性炭纤维联用3种方法对2-MIB的去除效果,考察二氧化氯和活性炭纤维投加量、溶液pH和底物初始质量浓度对目标物去除效果的影响。研究结果表明:ClO2单独去除的最佳投加量为8 mg/L,pH<7时效果较好。ACF最佳投加量和最佳pH分别为20 mg/L和6.14。2-MIB的去除率都随其初始质量浓度增大而降低。ACF与ClO2联用工艺中二者投加量分别为1 mg/L和14 mg/L时,2-MIB的去除率可达88.2%,比单独吸附去除效果提高4.6%,同时降低30%的ACF投加量,此外,联用工艺对于处理低质量浓度的2-MIB更为有效。ACF吸附2-MIB符合伪二级反应动力学模型,粒子内部扩散是吸附过程的主要控制步骤,吸附可能是个复杂的非均相固液反应。

饮用水中Geosmin和2-MIB去除技术研究现状及展望

土臭素(Geosmin)和2-甲基异莰醇(2-MIB)是饮用水源中普遍存在的嗅味问题,受到人们的广泛关注。系统分析了Geosmin和2-MIB在水中的来源及其存在形态,全面阐述了Geosmin和2-MIB的活性炭吸附、氧化、生物以及组合工艺等去除技术。结合几种技术的特点,对不同技术在实际生产中的应用前景进行了展望。

2种典型预氧化工艺对混凝去除假鱼腥藻及其代谢嗅味物质2-MIB的影响机制

以原水中常见产嗅假鱼腥藻为对象,研究Al3+混凝工艺对假鱼腥藻及其代谢嗅味物质2-甲基异莰醇(2-Methylisoborneol简称2-MIB)的去除效果.结果表明最优Al^(3+)投量为3 mg/L.同时,研究了高锰酸钾与次氯酸钠预氧化对混凝效果的影响:低浓度高锰酸钾对混凝效果影响不明显,浓度增加至2 mg/L时,混凝效果开始下降;次氯酸钠预氧化不仅会降低混凝效果,还会导致胞内2-MIB释放.三维荧光数据表明预氧化会导致藻细胞破裂使得胞内有机物释放,并影响混凝效果.

Fenton高级氧化技术去除水中有机污染物2-MIB的影响因素研究

针对目前比较关注的致嗅物质污染问题,选用Fenton高级氧化技术研究了其对水中致嗅物质2-甲基异莰醇(2-MIB)的去除,探讨了Fenton反应对水中致嗅物质的去除效能及H2O2/Fenton摩尔比、Fe2+浓度、反应时间和溶液pH值各因素对氧化反应的影响。提出了Fenton氧化反应去除2-MIB的最佳反应条件。实验结果表明:Fenton高级氧化能有效去除水中的2-MIB。在H2O2/Fenton摩尔比为3.0、Fe2+浓度10 mg/L、反应时间10 min和溶液pH值为3.0时,去除效率达到97.9%。Fenton氧化反应的操作条件(浓度、pH值等)比较容易实现,因此Fenton氧化技术在实际污染处理中有很大的应用前景。

UV/H2O2/Cl2组合工艺处理含2-MIB滤后水的中试研究

针对饮用水中二甲基异莰醇(2-MIB)污染和UV/H2O2高级氧化工艺H2O2残留问题,构建了UV/H2O2/Cl2组合工艺,并以加标滤后水为原水开展了相关中试研究。基于响应曲面法对UV/H2O2工艺去除2-MIB进行参数优化,在此基础上对出水残留H2O2采用加氯中和处理,调整NaClO投加量以保证出水符合出厂水余氯要求。最终确定UV/H2O2/Cl2组合工艺运行的最优工况为:当2-MIB为275ng/L时,UV为350mJ/cm^2,H2O2投加量6mg/L,NaClO投加量7.5mg/L,在确定的最优工况下连续稳定运行组合工艺,对工艺出水进行检测,结果表明UV/H2O2/Cl2组合工艺对2-MIB去除率达到96.95%,出水余氯值0.4~0.5 mg/L,对TOC、UV254去除率分别达到15.59%、65.71%,能够氧化去除水中大分子有机物,对色氨酸等5种溶解性有机物去除效果良好,且不会带来消毒副产物超标和生物毒性问题,最终出水符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)对水质的要求。

东太湖原水2-MIB污染应急处理技术

某水厂以东太湖为水源,夏季致嗅物质二甲基异崁醇(2-MIB)风险频发。研究取水口及附近水域2-MIB的变化规律并探讨了2-MIB的来源;同时,结合水厂实际案例,分析2-MIB在不同应急处理工艺下的去除效果。结果表明:东太湖原水中2-MIB与蓝藻和底泥的释放有关;应急投加粉末活性炭对夏季原水中2-MIB具有较好的去除效果;当原水遭受复合污染时(即CODMn、藻类和嗅味浓度水平均较高),粉末活性炭两步投加方式较单点投加对原水中2-MIB的去除效果有明显的促进作用(去除率提高12.8%)。

饮用水水源地藻密度与2-MIB及GSM浓度关系的探究

以太仓市两处饮用水水源地避咸水库及刘家港水库为研究对象,对水源地藻类种群和密度、水温及2-MIB、GSM浓度进行监测、分析。结果表明,库区常见种群为蓝藻门、绿藻门、硅藻门、甲藻门和金藻门。依照时空分布,库区内优势种群的藻类分别为蓝藻属(8—9月及11月)和硅藻属(10月)。同时8月避咸水库中藻细胞密度可达到最高浓度(2×108个/L),9—11月藻密度逐渐下降,至11月底达到最低浓度(1.6×106个/L);8月刘家港水库藻密度达到最高值7.8×107个/L,9—10月藻密度先短暂上升后迅速下降,11月藻密度达到最低值6.68×105个/L。8月避咸水库、刘家港水库中嗅味物质2-MIB、GSM均达到最高值,两水库中2-MIB分别为112.7和122.4 ng/L,GSM分别为43.16和16.41 ng/L。