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。

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。

氨氮和天然有机物对滤柱铁锰净化性能的影响

为探究氨氮和天然有机物对滤柱铁锰净化性能和所需滤层厚度的影响,针对受铁锰氨天然有机污染(TFe 4.7~5.4 mg/L,Mn(Ⅱ)1.1~1.3 mg/L,NH_(4)^(+)-N 1.4~1.8 mg/L,COD_(Mn) 5.9~7.4 mg/L)的地下水,采用模拟生物滤柱在水温14~17℃的条件下进行各污染物同层净化试验。试验所用滤柱为除铁锰成熟生物滤柱,利用循环接种和自然挂膜的方法历时79 d完成氨氮和天然有机物同层净化工艺的启动。结果表明,氨氮的存在会使得滤柱Mn(Ⅱ)去除区间下移,对滤柱的铁锰去除能力无显著影响。在溶解氧(DO)充足的条件下,Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)和氨氮三者可同时被氧化去除。天然有机物的存在可造成滤层铁锰净化能力下降,高效铁锰去除区间显著下移,净化铁锰所需滤层厚度增加,对氨氮的去除有一定的促进作用。适当的反冲洗不会对成熟滤层的净化性能造成影响。

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。

饮用水中天然有机物去除技术的研究进展

水中存在的天然有机物(NOM)在饮用水处理过程中不仅会增加消毒副产物(DBPs)的数量,影响后续工艺处理,还会和水中的其他物质结合生成毒性更强的物质(有机金属络合物),严重危害人类身体健康。因此,研究NOM的去除对水质安全意义重大。文中介绍了NOM的种类及其危害,根据国内外去除NOM技术的研究现状,综述了混凝、吸附、高级氧化、膜处理和离子交换等技术去除NOM的效果及机理,重点阐述了以混凝为核心单元的耦合工艺对NOM去除的研究进展,分析了各种耦合工艺的优势与局限性,并对今后混凝技术的研究方向进行了展望。

光催化去除水中天然有机物的研究进展

天然有机物(NOM)是动植物在自然循环过程中经腐烂分解所产生的大分子有机物。NOM是消毒副产物(DBPs)的前驱体,其在饮用水加氯消毒过程中会反应形成具有“三致”危害的消毒副产物。光催化剂在光照射条件下,可以不添加任何杂质而起到氧化作用,对NOM的去除具有彻底、稳定、不产生二次污染等优势。介绍了NOM的主要危害,对比分析了不同光催化剂催化氧化NOM的去除机理和优缺点,归纳总结了多种光催化复合工艺去除NOM的联用机制。光催化技术对水源中以腐殖酸(HA)为主的NOM具有较好的去除效果,以TiO_(2)为主的半导体光催化剂存在太阳能利用率低、光催化所需时间长、粉末催化剂难以分离回收等问题,在实际应用中局限性较大。针对这些问题,在今后的研究中应加强对高效环保经济型复合光催化剂材料的研究。应根据不同水体的实际情况,充分利用各种水处理技术的优势,进一步优化光催化氧化技术与其他水处理技术协同作用体系,提高去除污染物的效率。

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。

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。

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.

纳滤膜天然有机物污染及去除PPCPs的研究进展

天然有机物(NOM)是造成纳滤膜污染的重要物质之一.从NOM对纳滤膜的污染和去除药物及个人护理品(PPCPs)两方面综述了纳滤膜的污染和截留机理.通过分析得出,微观作用力的解析将是揭示纳滤膜污染机理的关键.同时,纳滤对PPCPs去除效果预测模型的构建将是未来研究工作的重点.

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．

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。