O3及O3-H2O2氧化處理含藍(lán)藻水過程中AOC的形成規(guī)律及機(jī)理分析.pdf

1、我國污廢水排放管理制度不完善,大量營養(yǎng)元素(主要是氮、磷)進(jìn)入自然水體,造成湖泊(水庫)水富營養(yǎng)化問題突出;大規(guī)模的藍(lán)藻爆發(fā),對飲用水處理工藝和供水水質(zhì)造成嚴(yán)重影響。含藻水成分復(fù)雜,除含有藻細(xì)胞外,還存在大量藻類代謝過程釋放到水中的有機(jī)物,藻類有機(jī)物通過常規(guī)水處理工藝去除率低,進(jìn)入管網(wǎng)會影響飲用水的生物穩(wěn)定性。臭氧作為氧化劑或消毒劑被普遍應(yīng)用于水處理中,O3/H2O2作為一種較為成熟的高級氧化工藝,也在水處理中得到了越來越多的應(yīng)用,深入

2、了解它們在氧化處理含藍(lán)藻水過程中可同化有機(jī)碳(AOC)的形成規(guī)律,對于評價氧化工藝對飲用水生物穩(wěn)定性的影響具有重要意義。
　　本研究選擇一種我國較為常見的藍(lán)藻—銅綠微囊藻進(jìn)行研究,對藍(lán)藻細(xì)胞和藻類有機(jī)物(包括胞外有機(jī)物和胞內(nèi)有機(jī)物)進(jìn)行特性表征;系統(tǒng)分析了各種因素對O3及O3/H2O2兩種氧化工藝處理含藍(lán)藻水過程AOC形成的影響;詳細(xì)對比了O3及O3/H2O2氧化過程AOC的形成規(guī)律并進(jìn)行機(jī)理分析。
　　藻類有機(jī)物(AOM)

3、可以分為胞外有機(jī)物(EOM)和胞內(nèi)有機(jī)物(IOM);相對于天然有機(jī)物,藻類有機(jī)物中含有較少的芳香結(jié)構(gòu)有機(jī)質(zhì)。EOM主要有一個典型熒光基團(tuán),代表可溶性生物代謝產(chǎn)物,IOM有四個典型的熒光基團(tuán),分別代表芳香結(jié)構(gòu)蛋白、生物代謝產(chǎn)物、類腐殖酸和類富里酸有機(jī)質(zhì)。AOM在熒光光譜中有機(jī)氮區(qū)域的有機(jī)物分子量較大,而有機(jī)碳區(qū)域的有機(jī)物分子量均小于1000Da。EOM中AOC的含量較少,隨著藻類生長過程先增加后逐漸減少;IOM中的AOC含量很高,在藻細(xì)胞

4、整個生長過程中濃度比較穩(wěn)定。
　　O3及O3/H2O2氧化處理含藍(lán)藻水過程,水中AOC的增加主要有兩方面的貢獻(xiàn),一是氧化劑破壞藻細(xì)胞結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)IOM釋放到水中增加AOC的含量;二是氧化藻類有機(jī)物(AOM)提高了水中AOC的含量。單獨(dú)臭氧氧化含藻水過程,O3投量增加,形成更多的AOC,是因?yàn)槟軌蚱茐母嗟脑寮?xì)胞,釋放更多的IOM;水溫和堿度均對O3及O3/H2O2氧化過程AOC的形成有較大影響,堿度可以消耗水中的羥基自由基,削弱它的氧

5、化作用,大大抑制AOC的形成。
　　對比單獨(dú)O3氧化含藍(lán)藻水過程,O3/H2O2工藝氧化后能夠形成更多的AOC。H2O2能夠加快O3分解,形成更多的?OH,它比臭氧分子更能有效破壞藻細(xì)胞,釋放更多IOM;O3/H2O2工藝氧化藻類有機(jī)物過程,較單獨(dú)O3氧化而言,僅僅是加快有機(jī)物中AOC形成速度,并沒有增加AOM中AOC的含量;因此,O3/H2O2工藝氧化含藍(lán)藻水過程能夠形成更多的AOC主要是O3/H2O2體系能加劇藻細(xì)胞的破壞程度