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        臭氧—生物活性炭深度處理工藝去除太湖水嗅味的研究

        2018-09-10 06:21:13陳思瑩
        河南科技 2018年5期
        關(guān)鍵詞:嗅味臭氧

        陳思瑩

        摘 要:采用臭氧生物活性炭深度處理工藝解決太湖水中嚴(yán)重的嗅味問題,考察臭氧投加量對土臭素(Geosmin,GSM)和二甲基異冰片(2-methylisoborneol,2-MIB)去除的影響。研究表明,隨著臭氧投加量從0增加到1.0mg/L,常規(guī)處理去除了36%~64%的GSM和38%~59%的2-MIB;預(yù)臭氧對GSM和2-MIB的去除效果與臭氧投加量成正比;碳濾對GSM和2-MIB的去除率都降低了33%左右。在臭氧投加量為1.0mg/L,GSM和2-MIB初始濃度為300ng/L時,出水的GSM和2-MIB均被成功地控制在合理閾值內(nèi)。

        關(guān)鍵詞:嗅味;臭氧;生物活性炭

        中圖分類號:X831 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-5168(2018)05-0151-02

        Taste and Odor Treatment in Tai Lake by Ozonation/GAC Technology

        CHEN Siying

        ( College of Environmental Science and Engineering,Tongji University, Shanghai 200092)

        Abstract: This study investigated the applicability of the ozone (O3)/granular activated carbon (GAC) technology for taste and odor treatment in Tai lake. The effect of O3 dosage on geosmin/2-MIB removal were studied. Conventional treatment removed 36% to 64% and 38% to 59% of geosmin and 2-MIB, repectively, with O? dosage increased from 0 to 1.0 mg/L. Removal efficiency of geosmin and 2-MIB by pre-ozonation were increased with ozone dosage but both decreased by 33% after GAC filtration. At 1.0 mg/L O3 dosage, geosmin and 2-MIB were effectively removed below the odor threshold concentrations (OTCs) with the initial concentration of 300 ng/L.

        Keywords: taste and odor;ozone;GAC

        近年來,太湖藻類暴發(fā),水中嗅味物質(zhì)超標(biāo)。許多研究表明[1],混凝、沉淀和砂濾等傳統(tǒng)水處理工藝對嗅味物質(zhì)的去除效果有限。為了更好地去除這些嗅味化合物,水廠需要后續(xù)進(jìn)行深度處理。目前,臭氧-生物活性炭技術(shù)已廣泛應(yīng)用于水廠[2]。

        在臭氧-生物活性炭工藝中,臭氧能夠?qū)⒋蠓肿佑袡C(jī)物氧化成中小分子有機(jī)物,增強(qiáng)了碳濾池吸附介質(zhì)表面的生物活性,促進(jìn)碳濾池中有機(jī)物的進(jìn)一步去除[3]。然而,過去的研究大多為實(shí)驗(yàn)室小試,關(guān)于臭氧-生物活性炭工藝對天然水體中嗅味物質(zhì)的去除效果尚不清楚。因此,本文通過中試試驗(yàn)研究臭氧-生物活性炭深度工藝對天然水中GSM和2-MIB的去除效果,考察其應(yīng)對嗅味突發(fā)事件的能力,為水廠的實(shí)際應(yīng)用提供參考。

        1 試驗(yàn)方法

        裝置設(shè)置在蘇州新區(qū)水廠,由預(yù)臭氧、混凝沉淀、過濾、臭氧和碳濾組成。采用進(jìn)廠原水,流量為2.0L/min;臭氧預(yù)氧化采用G11型臭氧發(fā)生器(Pacific Ozone Technology),接觸時間為7min。斜板沉淀池的水力停留時間為40min,排泥周期為24h;砂濾池和碳濾池的停留時間分別為17min和40min。選擇50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取纖維頭(上海安譜公司),采用頂空固相微萃取對嗅味物質(zhì)進(jìn)行富集,隨后用GC-MS進(jìn)行檢測。

        2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

        向太湖水中投加一定濃度的土臭素和二甲基異冰片混標(biāo),使原水中兩種物質(zhì)的濃度達(dá)到300ng/L。分別在0、0.5、1.0mg/L臭氧投加量下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),研究臭氧投加量對出水嗅味物質(zhì)濃度的影響。當(dāng)臭氧投加量為1.0mg/L時,預(yù)臭氧對2-MIB去除率為0.5mg/L投加量時的2倍。與2-MIB相比,臭氧預(yù)處理對GSM的去除效果隨臭氧投加量的增加而迅速增加,在1.0mg/L臭氧投加量下迅速增加到31%,GSM更優(yōu)的氧化效果與其化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)[4],太湖水中天然有機(jī)物對2-MIB和GSM的臭氧氧化也有影響[5]。臭氧投加量為0mg/L時,砂濾對2-MIB和GSM的去除效率分別為17%和15%;臭氧投加量為1.0mg/L時,砂濾對2-MIB和GSM的去除效率分別提高至41%和37%。研究表明,臭氧促進(jìn)了濾池生物膜的形成,從而提高了砂濾去除2-MIB和GSM的能力[6]。與砂濾相比,當(dāng)臭氧投加量從0mg/L增加到1.0mg/L時,碳濾對2-MIB的去除率從38%降低到6%,對GSM的去除率從37%降低到4%。研究表明,水中與兩種嗅味物質(zhì)顆粒尺寸相近的有機(jī)物會與其產(chǎn)生吸附競爭,使碳濾的嗅味去除效率較低[7]。

        總體來看,隨著臭氧投加量的增加,臭氧生物活性炭工藝對2-MIB和GSM的去除效果顯著提高。傳統(tǒng)的水處理工藝(混凝、沉淀和砂濾)去除了36%~64%的GSM和38%~59%的2-MIB。當(dāng)投加1.0mg/L臭氧,進(jìn)水嗅味物質(zhì)濃度為300ng/L時,出水2-MIB和GSM的濃度低于檢測閾值,滿足出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),即《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》

        (GB 5749—2006)。

        3 結(jié)論

        預(yù)臭氧和砂濾對2-MIB和GSM的去除率隨著臭氧投加量的增加而提高,并且土臭素更容易被臭氧氧化去除,但碳濾對2-MIB和GSM的去除率隨臭氧投量增加而降低。臭氧能氧化大分子有機(jī)物,促進(jìn)整個工藝對嗅味物質(zhì)的去除??傮w來說,臭氧生物活性炭技術(shù)能有效去除水中高濃度的2-MIB和GSM。

        參考文獻(xiàn):

        [1]李浩,賈瑞寶,李世俊.濟(jì)南玉清水廠強(qiáng)化常規(guī)處理工藝改造設(shè)計及運(yùn)行分析[J].中國給水排水,2012(14):90-93.

        [2]陸坤明.微污染水源和城市供水臭氧生物活性炭處理工藝的應(yīng)用[J].凈水技術(shù),2010(4):19-23.

        [3]Simpson D R. Biofilm processes in biologically active carbon water purification[J]. Water Research,2008(12):2839-2848.

        [4]Ho L,Crou?? J P, Newcombe G. The effect of water quality and NOM character on the ozonation of MIB and geosmin[J]. Water Science & Technology,2004(9):249-255.

        [5]董秉直,姚迎迎,杜嘉丹.預(yù)氧化去除太湖水中有機(jī)物和臭味物質(zhì)的研究[J].給水排水,2016(2):31-36.

        [6]Waters J E D,Digiano F A. The Influence of Ozonated Natural Organic Matter on the Biodegradation of a Micropollutant in a GAC Bed[J]. Journal,1990(8):69-75.

        [7]Newcombe G,Morrison J,Hepplewhite C,et al. Simultaneous adsorption of MIB and NOM onto activated carbon : II. Competitive effects[J]. Carbon, 2002(12):2147-2156.

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