水体溶解性有机物的化学分级表征:原理与方法

综述了水体溶解性有机物(DOM)的化学分级表征法即树脂吸附分级法(RA)的研究与进展,同时基于该方法存在的一些问题结合我国典型水质体系,从树脂的选择、净化、分级的定义、水样过柱流速、水样树脂体积比的确定等方面进行了研究探讨,给出了完整的实验参数和操作方法。

天然水体溶解性有机物(DOM)分级组分对典型城市源污染的荧光响应

运用化学(树脂)分级方法和三维荧光光谱技术,从总体溶解性有机物(DOM)到DOM各分级组分,逐步深入考察其总体分级特征及各组分三维荧光特征对典型城市生活源污染的响应特征和机理.总体DOM分级特征对污染的产生和变化响应较弱,而DOM的分级组分对生活源污染具有较好的响应特性.DOM的总体分级特征表明,无污染的源头水DOM中以憎水酸(HoA)为主(相对含量最高),其次为亲水性物质(HiM),而受污染水体DOM中的憎水性碱和中性物质(HoBN)及弱憎水酸(WHoA)的绝对含量和相对含量均明显增高,表明用HoBN和WHoA组分相对含量的增加指示污染的增加具有一定的可行性.研究各分级组分的三维荧光光谱结构特征表明,HoA,HoBN及HiM均对城市源污染具有良好的响应特性,受污染水体的HoA和HoBN组分荧光特征信息更为突出和丰富,且主要为具有紫外吸收的生物代谢类蛋白物质;最为特异的是WHoA组分,其在源头水中主要为含共轭结构的富里酸类物质,而在受污染水体中该类物质几乎消失且荧光响应也急剧降低.分析式分级法获得的水体DOM主要分级组分对城市源污染具有较好的响应特性.

微波改性活性炭深度处理高盐废水性能研究

研究了活性炭微波改性前后对高盐废水中有机物的去除效果。通过单因素试验,研究改性前后活性炭质量浓度、p H、吸附时间对高盐废水TOC的去除规律,结果表明,活性炭最佳质量浓度为5 g/L,平衡吸附时间为180 min,在酸性条件下吸附效果最佳,且中性条件下改性效果最好。吸附分级试验表明,活性炭主要吸附憎水性有机物,且改性后对各类有机物的去除效果均有提升。动力学研究结果表明,改性前后吸附过程均能很好的拟合准二级动力学模型,改性后平衡吸附量提高20.82%。

混凝法预处理某化工园区污水处理厂二级出水的试验研究

以江苏某化工园区污水处理厂二级出水为研究对象,采用Amberlite XAD-8、Amberlite XAD-4树脂联用分级技术表明,该二级出水中憎水性有机物含量远远高于亲水性有机物含量,其中憎水中性物含量最高,占总溶解性有机物的59.7%。通过对3种混凝剂对比发现,FeCl3对憎水性有机物去除效果最佳。FeCl3混凝试验确定了该二级出水的最优混凝条件为:投加量600mg/L,pH为7,水温25～35℃,混合速度350r/min,混合时间90s,混凝强度125r/min,混凝时间10min,沉淀时间为20～30min。

亚硝胺前体物来源和解析方法研究进展

亚硝胺是一类新型消毒副产物(DBPs),主要由氯胺等消毒剂与源水中前体物反应生成。亚硝胺前体物来源广泛、种类复杂,是当前国内外消毒副产物研究领域的前沿热点。综述了亚硝胺前体物的检出情况、主要来源、解析方法,并着重介绍了极性快速分析法(PRAM)。研究表明,PRAM是比经典的树脂分级法更加高效快速的有机物宏观性质解析方法,借助该方法能够获得亚硝胺前体物的基本结构特点,并有助于分析主要水处理工艺对亚硝胺前体物的去除机理。

臭氧对化工园区废水厂二级出水的选择性氧化

以化工园区废水厂二级出水作为实验废水,采用臭氧氧化工艺对其进行处理,采用分子量分级、亲疏水性分离和傅里叶红外等手段对臭氧氧化前后水质进行了系统分析。结果表明,在进水COD为126 mg/L,臭氧氧化60 min的条件下,COD和UV254的去除率分别为37.9%和55%;臭氧氧化对水中疏水性物质去除效率高于亲水性物质,部分疏水性物质氧化成亲水性小分子有机物。臭氧氧化可以改变废水中有机物的分子结构,使水中分子量小于1×103k Da的有机物比例从56.3%提高至71.2%,分子量大于1×105k Da的有机物比例由原来的24.2%下降至9.6%。红外光谱分析表明,臭氧氧化具有一定的选择性,可显著去除水中含不饱和键、酚类、醇类等有机物,但对饱和烷烃基本无降解效果。

硅藻土强化混凝去除微污染原水中的有机物

研究了联用硅藻土与聚合氯化铝(PAC)强化混凝对有机微污染原水中不同性质溶解性有机物的去除效果。采用超滤膜和XAD系列树脂对微污染原水中溶解性有机物进行分级表征,物理分级表明分子量<4 kD的溶解性有机物占50%以上,化学分级表明原水中以憎水酸(HoA)和亲水物质(HiM)为主。硅藻土助凝去除溶解性有机物,实验结果表明,当PAC投加量30 mg/L,硅藻土投加量0.5 g/L时,溶解性有机碳去除率由22.5%提高到26.3%。

石化综合污水处理厂出水溶解性微生物产物的特性

溶解性微生物产物(soluble microbial products,SMP)是生化系统出水残留COD的主要组成部分,通过采用分子量截留超滤分离、有机物树脂分离等方法对某石化综合污水处理厂出水SMP的分子量分布、亲水特性进行了分析研究.结果表明,水样中的SMP占出水残留COD的85%左右。SMP中主要成分是蛋白质,出水中小于1 kDa的有机物是SMP中的主要物质。树脂分离实验表明,亲水性有机物和疏水酸性有机物分别约占出水SMP的50%和20%,是需要进一步处理削减的主要物质类别。

二沉池出水有机物表征及膜污染机理分析

采用树脂分级将二沉池出水有机物(effluent organic matter, EfOM)根据官能团分类,采用红外光谱、荧光光谱、排阻色谱等多种表征方式对EfOM及其分级组成的化学组成进行分析。考察了EfOM及其分级组成的膜通量随时间的变化曲线,研究了二沉池出水主要的膜污染组分以及膜污染模型机理。结果表明,憎水性有机物组分(hydrophobic, HPO)主要为芳香烃类有机酸,胶体有机物组分(organic colloidal, OC)主要为蛋白质类有机物,过渡亲水性有机物组分(transphilic,TPI)主要是有机酸和多糖。膜污染严重程度依次为OC>EfOM>HPO>TPI,在过滤初期,OC和EfOM中的大分子有机物会快速堵塞膜孔并引起膜通量的剧烈下降。另外,OC和TPI组分会与膜表面发生相互作用,导致不可逆膜污染偏高。对于实际水体EfOM及其各分级组分,滤饼层过滤是超滤后期主要膜污染机理,超滤实验初期的膜污染可能是多种膜污染机理共同作用的结果。研究识别了EfOM的主要污染成分和主要膜污染机理,为超滤工艺深度处理二沉池出水提供了理论指导。

北京市道路雨水径流溶解性有机物化学组分特性

为探究北京市道路雨水径流溶解性有机物(DOM)的化学特性,采用三维荧光光谱、紫外-可见吸收光谱及红外光谱技术,对北京市不同交通密度道路雨水径流溶解性有机物的化学组分进行分析.结果表明,北京市道路雨水径流DOM以疏水性组分为主,且主要为疏水中性组分.道路雨水径流DOM亲水性组分主要由类芳香蛋白物质组成,疏水性组分除含大量类芳香蛋白物质外,还含有大量类富里酸物质.道路雨水径流DOM疏水性组分的芳香化程度较高、腐殖化程度较低,亲水性组分与之相反.道路雨水径流DOM酸性组分中含异构化的羧基和苯环等官能团,碱性组分和中性组分中多含醚键、酯基、酚类和醇类等官能团.交通密度对道路雨水径流DOM化学组分的物质组成、特性等无明显影响,仅影响各化学组分中的物质含量;交通密度越大,各化学组分中物质的含量越多和芳香化程度越高,腐殖化程度越低.