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1. 研究目的与意义
微污染水是指受到工农业和生活污水污染,其中部分项目超过《地面水环境质量标准》(gb3838-2002)中Ⅲ类水体的规定标准的饮用水源水。近年来,我国饮用水源水质面临的形势非常严峻,我国饮用水水源污染的主要特征是有机污染,并由此引发的水源藻类污染和饮用水消毒副产物的风险。水源水中的有机物种类繁多,并且还在快速发展,目前世界上已知的有机物种类已达500多万种,并且每年新增的有机物品种成千上万。有机物作为典型的消毒副产物(dbps)前驱物,在饮用水氯化消毒过程中会生成三卤甲烷(thms)、卤乙酸(haas)等具有致癌效应的卤代有机物,增大饮用水水质健康风险。因此,系统表征有机物的结构特性,揭示有机物化学特征与消毒副产物生成之间内在关系,并在此基础上建立强化去除有机物、控制消毒副产物生成量的工艺方法,对于保障饮用水水质安全具有重要意义。
随着源水中有机物种类的不断增多,有机污染日益严重,常规的水处理工艺对有机物去除率不高的缺点就显示出来。同时,由于常规工艺中溶解性有机物的存在,不利于破坏胶体的稳定性而使常规工艺对源水浊度的去除率也下降。同时随着gb5749-2006《生活饮用水卫生标准》的发布,水质检测指标从35项增至106项,新标准要求饮用水浊度不得大于3ntu,铝不超过0.2mg/l,codmn不超过3mg/l等,这对很多水厂的处理工艺要求越来越高。
活性炭吸附技术是应对当前原水处理状况的有效方法之一,由于具有丰富微孔结构,巨大的表面积和表面憎水性,活性炭对水中某些污染物有极强的亲和力,它可以经济有效地去除水中的嗅、味、色度,消毒副产物及其前驱物、农药、放射性污染物及其它人工合成有机物等微量有机污染物以及其他有毒有害物质,可使反映毒理学指标ames致突活性从阳性转变为阴性,以其独特的安全性,已越来越多被应用于原水的处理。
2. 国内外研究现状分析
我国在20世纪60年代末开始将PAC技术用于污染水源的除臭、除味。近年来,我国越来越重视对活性炭的研究和应用,活性炭吸附技术在国内水厂得到越来越多的应用,并已经取得较好效果,同时也开展了大量关于PAC强化处理工艺的研究。高乃云等人在上海市阂行水厂二分厂采用PAC处理黄浦江上游微污染原水取得了较好的效果,PAC对CODMn和UV254,分别净增加去除率分别为21.3%和29.8%。周克梅等对长江南京段微污染原水应急投加PAC进行了实验研究,通过烧杯试验确定了适宜的活性炭炭种,投加量和投炭点,结果表明煤质PAC较木质或椰壳炭更为经济合理,投加点越靠前越有利于吸附作用的发挥,活性炭与混凝剂的竞争吸附现象不明显。
目前,我国已经建成投运的深度处理水厂已经达到数百座,并且每年都增加较大的数量,每年均会产生数量巨大的废弃颗粒活性炭滤料。这些活性炭滤料如果没有再生价值就会作为垃圾被处理。本研究考虑将水厂废弃的颗粒活性炭制成PAC,用于微污染原水处理,具有较大的实际应用前景。
3. 研究的基本内容与计划
项目研究目标及主要内容
(1)从已经使用过几年的水厂活性炭滤池中取接近使用周期后期的颗粒活性炭,清洗,烘干后,制成粉末,然后和新的粉末活性炭比较吸附性能。说明废弃炭再次利用的可能性。
(2)考察碱度,浊度,有机物存在对于其他更加微量物质的吸附的影响。
4. 研究创新点
本项目将废弃的颗粒活性炭制成粉末活性炭处理微污染原水,变废为宝,具有较高的实际应用前景。
