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

1、我國(guó)污廢水排放管理制度不完善,大量營(yíng)養(yǎng)元素(主要是氮、磷)進(jìn)入自然水體,造成湖泊(水庫(kù))水富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題突出;大規(guī)模的藍(lán)藻爆發(fā),對(duì)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(guò)程釋放到水中的有機(jī)物,藻類有機(jī)物通過(guò)常規(guī)水處理工藝去除率低,進(jìn)入管網(wǎng)會(huì)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(jí)氧化工藝,也在水處理中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用,深入

2、了解它們?cè)谘趸幚砗{(lán)藻水過(guò)程中可同化有機(jī)碳(AOC)的形成規(guī)律,對(duì)于評(píng)價(jià)氧化工藝對(duì)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(guó)較為常見(jiàn)的藍(lán)藻—銅綠微囊藻進(jìn)行研究,對(duì)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(duì)O3及O3/H2O2兩種氧化工藝處理含藍(lán)藻水過(guò)程AOC形成的影響;詳細(xì)對(duì)比了O3及O3/H2O2氧化過(guò)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(duì)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(gè)典型熒光基團(tuán),代表可溶性生物代謝產(chǎn)物,IOM有四個(gè)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(zhǎng)過(guò)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(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中濃度比較穩(wěn)定。
　　O3及O3/H2O2氧化處理含藍(lán)藻水過(guò)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(guò)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(duì)O3及O3/H2O2氧化過(guò)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(duì)比單獨(dú)O3氧化含藍(lán)藻水過(guò)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(guò)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(méi)有增加AOM中AOC的含量;因此,O3/H2O2工藝氧化含藍(lán)藻水過(guò)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