臭氧-混凝交互作用对水体有机物的影响
本文选题:臭氧 + 预臭氧 ; 参考:《环境科学》2017年05期
【摘要】:研究臭氧在纯水和混凝剂[Al_2(SO_4)_3]溶液中残余浓度的变化;采用差异吸收分析(differential absorbance,DA)、三维荧光(three dimensional fluorescence excitation-emission matrix spectroscopy,3D-EEM)和气相色谱(gas chromatograph,GC)、总有机碳分析(total organic carbon analyser,TOC)等研究水体有机物(富里酸)光谱特征、有机物和消毒副产物(DBPs)生成量在预臭氧、预臭氧-混凝(POC)以及臭氧-混凝联用(OC)后的差异;研究臭氧和混凝联合作用对有机物氧化程度及其对DBPs生成的影响.结果表明POC与OC作用存在明显差别,臭氧与混凝剂Al_2(SO_4)_3存在交互作用.交互作用主要体现在:(1)臭氧-混凝联用时臭氧降解速率加快;且臭氧降解中自由基产量相对增加.当臭氧投量2 mg·L~(-1),Al3+含量为1 mg·L~(-1)、3 mg·L~(-1)时,自由基捕获量比单独臭氧分别高15.2%和23.9%.(2)联用和预臭氧-混凝对有机物反应的差异,体现在OC有机物去除率低于POC,二者对有机物的反应途径不同;进而导致有机物与消毒剂反应的差异以及DBPs生成的差异.联用对DOC的去除能力明显强于单独臭氧和单独混凝,但弱于预氧化-混凝.当O3浓度为1 mg·L~(-1)、Al3+1 mg·L~(-1)时POC处理后二氯乙酸生成势(DCAAFP)和三氯乙酸生成势(TCAAFP)分别为47μg·L~(-1)和20.5μg·L~(-1),三氯甲烷生成势(CFFP)为97.8μg·L~(-1),较原水分别降低51%、64.6%和41.5%;而相应臭氧-混凝处理后DCAAFP和TCAAFP分别为48.4μg·L~(-1)和21.4μg·L~(-1),CFFP为117.3μg·L~(-1);较原水分别降低49.6%、63%和29.5%.同等臭氧投量下,增加混凝剂的剂量,POC和OC处理效果的差异进一步扩大.为保证用水安全和处理效率,臭氧和混凝联用时对臭氧的浓度、投加位置、混凝剂的种类等都需要进一步的研究论证,慎重选择.
[Abstract]:The change of ozone residual concentration in pure water and coagulant [Al_2(SO_4)_3] solution was studied. The spectral characteristics of organic matter (fulvic acid) in water were studied by differential absorption analysis (DSC), three dimensional fluorescence excitation-emission matrix scopy3D-EEM and gas chromatographic gas chromatographs (GC), total organic carbon (TOC), total organic carbon analyserTOC (TOC), and the amount of organic matter and disinfection by-product DBPswas pre-ozonated. The difference between pre-ozonic-coagulation (POC) and ozonic-coagulation-coagulation (OCC), the effect of combined ozone and coagulation on the degree of oxidation of organic matter and its effect on the formation of DBPs were studied. The results show that there are obvious differences between POC and OC, and there is interaction between ozone and coagulant Al_2(SO_4)_3. The interaction was mainly reflected in the increase of ozone degradation rate and the relative increase of free radical production in ozone degradation. When the ozone dosage was 2 mg / L, the free radical catch was 15.2% higher than that of ozone alone and 23.9.1% higher than that of ozone alone, and the difference between pre-ozonic-coagulation and pre-ozonic-coagulation reaction on organic matter was observed, when the ozone dosage was 1 mg / L ~ (-1) and ~ (3) mg / L ~ (-1) ~ (-1), respectively, the free radical catch was 15.2% and 23.9% higher than that of ozone alone, respectively. The organic matter removal rate of OC is lower than that of POC, which leads to the difference of organic matter and disinfectant reaction and the difference of DBPs formation. The removal ability of DOC by combined treatment was obviously stronger than that of ozone alone and coagulation alone, but weaker than that of pre-oxidation coagulation. When the concentration of O3 was 1 mg / L, the formation potential of dichloroacetic acid (DCAAFP) and trichloroacetic acid (TCAAFP) were 47 渭 g / L ~ (-1) and 20.5 渭 g / L ~ (-1), respectively, respectively. CFFP of chloroform was 97.8 渭 g / L ~ (-1), which was 514.6% and 41.5% lower than that of raw water, respectively. TCAAFP were 48.4 渭 g / L ~ (-1) and 21.4 渭 g / L ~ (-1) respectively, 117.3 渭 g / L ~ (-1) C ~ (-1), and 49.6% ~ (63%) and 29.5% lower than that of raw water, respectively. Under the same ozone dosage, the difference of treatment effect between POC and OC increased with the dosage of coagulant. In order to ensure water safety and treatment efficiency, ozone concentration, dosing position, coagulant type and so on need further research and demonstration and careful selection when ozone and coagulation are combined.
【作者单位】: 山西大学环境与资源学院;太原市环境监测中心站;
【基金】:国家自然科学基金项目(51179099/E090301) 山西省科技攻关项目(20110321021-01,20140313003-3) 山西省重点研发计划项目(201603D321007) 山西省留学回国人员科技活动择优资助项目(2014) 山西省回国留学人员科研资助项目(2015-004)
【分类号】:TU991.2;X52
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,本文编号:1838174
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