富里酸光电降解抑制三氯甲烷生成能机理

验证了Ti/TiO2光电催化对富里酸降解有协同作用.对多孔Ti/TiO2光电降解富里酸前后影响三氯甲烷生成潜能做了机理探讨,考察了耗氯量、三氯甲烷生成能和荧光光谱图的变化过程,试验结果表明,随着富里酸TOC质量浓度的增加,三氯甲烷生成量逐渐增大,经过2 h的光电催化降解,耗氯量和三氯甲烷生成能分别被减少了72%和81%.荧光光谱图的变化也充分说明了经过光电催化氧化,富里酸溶液的荧光光强明显减弱,腐殖化程度降低,因此通过光电催化氧化可有效破坏富里酸的结构使得氯化过程产生的消毒副产物量大大减少.

二级水深度处理后DOM中三氯甲烷前体物质的去除

通过模拟活性炭(GAC)吸附、砂柱处理、土壤含水层处理(SAT)、GAC+SAT及潜流式人工湿地(HSFW)处理实验,研究了城市污水处理厂二级出水中溶解性有机物(DOM)在吸附、生物降解及生物与吸附的共同作用等具有不同DOC去除特点的处理过程中的去除及转化机制。利用XAD-8/XAD-4树脂将水样中DOM分级为疏水性有机酸(HPO-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI)。各处理过程对二级水DOM的去除效果依次为:GAC+SAT>SAT>GAC吸附>砂柱>HSFW,其中存在吸附作用的处理过程(如GAC吸附、SAT及GAC+SAT过程)对二级水中的HPO-A、HPO-N及TPI-A中DOM的去除效果较好,并能有效降低其中的芳香性物质的相对含量;而存在生物降解作用的过程(如砂柱、SAT、HSFW及GAC+SAT过程)对TPI-N及HPI的去除作用较好(特别是HPI),但该作用会增加SAT出水组分的芳香性。各处理过程对二级水DOM中三氯甲烷(THMs)前体物的去除趋势为:GAC+SAT>GAC吸附>SAT>砂柱>HSFW,其中GAC较强的吸附作用能有效降低二级水的三氯甲烷生成活性(STHMFP),而砂柱、SAT、GAC+SAT及HSFW处理过程中的生物降解作用会使得出水STHMFP升高。此外,HSFW处理过程中叶子和根的腐烂产生的大量DOM会影响出水DOM的THMFP及STHMFP。

高锰酸盐复合剂强化混凝除污生产性试验研究

针对Z市某水厂机械加速澄清池和滤池运行效果不佳的问题,进行了高锰酸盐复合剂强化混凝除污的生产性试验(处理规模为1.2×104m3/d)。研究结果表明,在混凝剂(聚合硫酸铁投量为800 kg/d)投量一定的条件下,投加高锰酸盐复合剂(1.5 mg/L)能显著强化去除水中的浊度、CODMn、三氯甲烷生成前质等污染物,并能延长滤池的过滤周期,大大减少了反冲洗耗水量。试验结果还表明,投加高锰酸盐复合剂有效改善了原水浊度剧升所造成冲击负荷的影响,提高了系统的抗冲击负荷能力。

二级水DOM在活性炭及土壤层处理中的迁移转化

为有效控制污水处理厂二级出水在回用水加氯消毒过程中消毒副产物的产生,通过模拟活性炭(GAC)吸附及土壤含水层处理(SAT)实验,研究二级出水经GAC吸附后进行人工地下回灌过程中溶解性有机物(DOM)的迁移及转化规律.利用XAD-8/XAD-4树脂将水样中的溶解性有机物(DOM)分级为疏水性有机酸(HPO-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI).HPO-A和HPI为二级水DOM中最主要组分(占到其DOC总含量的75%).GAC能有效吸附二级出水中HPO-A、HPO-N和TPI-A,而对TPI-N和HPI的去除率较低;后续的SAT能有效地去除GAC去除效果不佳的HPI,使DOM的去除率达到70.1%.GAC在有效去除总THMFP的同时(去除率为55.6%),能有效降低HPO-A、TPI-A、TPI-N的三氯甲烷生成活性(STHMFP);后续的SAT处理使系统总THMFP去除率达到67.2%.与单纯的SAT处理相比,GAC+SAT能够有效地降低各组分的STHMFP.

三级处理水中DOM在土壤含水层处理过程中的富集转化

在实验室研究了城市污水处理厂三级处理水中溶解性有机物(DOM)在模拟土壤含水层处理(SAT)土壤柱中的富集及转化.利用XAD-8/XAD-4树脂,将原状土、SAT土壤柱中不同深度土壤DOM分级为疏水性有机酸(HPO-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI).SAT对三级处理水中DOM的去除主要表现在土壤吸附及土壤生物降解两个方面,其中微生物对DOM的降解作用主要发生在土壤柱顶部0—0.50m段(尤其是0—0.25m段),而土壤对DOM的吸附作用则贯穿于整个土壤柱.三级处理水中HPO-A、HPO-N及TPI-A在土壤柱上部(特别是土壤柱0—0.50m)大量吸附而富集,表层生物对该组分相对较低的降解使得其在土壤柱0—0.25m段达到吸附饱和,并均于0.25m处达到最大;而TPI-N及HPI由于较易于生物降解,故其DOC在土壤柱顶部达到最高.三级处理水回灌过程中土壤DOM及其分级组分三氯甲烷生成势(THMFP)、紫外254nm处吸光度(UV-254)和比三氯甲烷生成势(STHMFP)均出现增长,其中HPO-A、HPO-N及TPI-A增幅相对较大;但各组分10%—30%的STHMFP增幅与其对应的THMFP及UV-254相比增幅较小.FT-IR结果表明三级处理水在SAT处理过程中改变了土壤DOM结构.

核-壳结构的Fe-FeO_xH_(2x-3)催化UV/H_2O_2降解腐殖酸

采用硼氢化钠还原法制备了核-壳结构的Fe-FeOxH2x-3纳米复合材料,在近紫外光和H2O2催化条件下,对饮用水消毒副产物前驱体腐殖酸的去除比纳米零价铁的去除高.说明零价铁表面铁氧化物能加速界面电子转移,提高反应效率.探讨了H2O2浓度、腐殖酸初始浓度和起始溶液pH对反应速率的影响.研究结果表明,H2O2最佳投加量为5mmol.L-1,在pH为5～9时,催化剂都显示了较高的活性;腐殖酸不但被脱色降解,而且TOC去除率达到60%,并且生成的中间产物降低了三氯甲烷的生成趋势.

UV/H_2O_2/Fe-FeO_xH_(2x-3)和UV/H_2O_2工艺降解水中富里酸的研究

采用硼氢化钠还原法制备核-壳结构的Fe-FeOxH2x-3复合材料,研究了富里酸在UV/H2O2和UV/H2O2/Fe-FeOxH2x-3两种不同反应体系下的降解情况。结果表明,核-壳结构Fe-FeOxH2x-3的存在,提高了UV/H2O2降解富里酸的反应速率,TOC去除达到84%。采用XAD树脂吸附法对反应前后的富里酸进行化学分级表征,结果表明,富里酸经反应后憎水酸(HoA)、弱憎水酸(WHoA)和憎水中性物质(HoN)都有所减少,进而转化为亲水性物质(H iM);用超滤膜法对富里酸进行物理分级表征,考察了富里酸在反应前后分子量分布的变化情况。同时,富里酸经过反应后生成的中间产物降低了三氯甲烷生成趋势。

微污染原水中各类有机物在铁盐混凝过程中的去除效果

通过XAD-8/XAD-4吸附树脂联用技术将黄浦江微污染原水中溶解性有机物分为疏水酸、非酸疏水物质、弱疏水物质及亲水物质4类有机物,研究了铁盐混凝工艺对黄浦江水中这4类有机物的去除效果。三氯化铁在最佳混凝条件下,即投加量为8 mg/L(以Fe计)和pH=5时,水中的溶解性有机碳(DOC)和UV254去除率分别达到39%和51%。有机物的亲疏水性对混凝工艺有较大影响,混凝法倾向于优先去除水中疏水性有机物,而疏水性有机物的酸碱性对混凝工艺而言,没有明显影响,酸性和非酸疏水物质均能被混凝工艺有效去除。疏水酸是水中最主要的三氯甲烷类消毒副产物的前体物质,混凝工艺对于三氯甲烷类消毒副产物有良好的控制作用,总体减少了52%的生成量。而不同类的有机物之间,混凝工艺对消毒副产物控制效果不同,其中对疏水酸的三氯甲烷消毒副产物的控制效果最好,减少了71%的生成量,对亲水物质的控制效果最差,三氯甲烷生成量仅减少了12%。黄浦江原水中疏水酸表现出比亲水物质更强的生物毒性,混凝工艺能明显地降低原水的毒性。