（环境工程专业论文）生态工艺对微污染源水的有机物净化特性研究.pdf

东南大学学位论文独创性声明 l i i ii i ii i iii iiii ii iiii y 17 5 3 9 7 0 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其它人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 硝 研究生签名： 良亟 e l 期：丝! q ! f ! 刁 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位 论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。本人 电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论 文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包 括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 研究生签名：址导师签名：园；受匿 日 期：迦! 空! ! ：婆 古j o 鼍 摘要 摘要 生态工艺对微污染源水的有机物净化特性研究 生物预处理是借助微生物的新陈代谢活动，初步去除水体中的有机污染物和氨氮、亚硝 酸盐等无机污染物。本课题研究了生物预处理对微污染水体的净化作用，在江苏省常熟市浒 浦镇开展了组合和弹性两种人工介质对微污染源水的有机物净化特性中试研究，同时研究了 调蓄水库对预处理出水的有机物净化特性，取得以下研究成果： 原水的溶解性有机物( d o m ) 构成以小分子有机物为主，分子量 l k d 的溶解性有机 碳( d ( ) c ) 、紫外吸光度( u v 2 s ) 、三卤甲烷生成潜能( t h i v l f p ) 和卤乙酸生成潜能( h a a f p ) 的百分含量分别为4 6 1 、3 4 6 、6 6 4 和2 3 3 。原水的消毒副产物生成潜能( d b p f p ) 以t h m i 译为主，占总消毒副产物生成潜能的9 0 1 。t h m i 叩以 1 k d 的小分子有机物的 生成潜能为主，各组分中又以c h c l 2 b r 生成潜能为主。h a a f p 以1 0 0 k d - o 4 5 t t m 的大分子 有机物的生成潜能为主，各组分中二氯乙酸( d c a a ) 、三氯乙酸( t c a a ) 和一溴乙酸( m b a a ) 生成潜能相当。 组合介质对t n 、t p 和c o d 的去除效果优于弹性介质，平均去除率分别为2 5 4 、 4 7 8 和16 o ，对n h 4 + - n 的去除效果略低于弹性介质。组合介质对d o m 的去除效果优于 弹性介质，而且两种人工介质对以t h m f p 和h a a f p 表征的有机物的去除效果较好。 组合和弹性两种人工介质对分别以d o c 、u v 2 5 4 、t h m f p 和h a a f p 表征的不同分子 量区间的有机物去除特性各不相同。组合介质对大分子有机物的去除效果相对较好，尤其是 分子量在1 0 0 k d 一0 4 5 1 u n 的有机物d o c 、u v 2 ”、t h m f p 和h a a f p 的平均去除率分别达到 4 4 5 、4 4 4 、6 4 7 和7 0 1 ，分子量 l k d 的有机物除对t h m f p 有一定的去除效果外， 对d o c 、u v 2 5 4 和h a a f p 都没有去除效果。弹性介质对有机物的去除特性与组合介质有相 似之处，分子量在1 0 0 k d 加4 5 1 u n 的有机物d o c 、u v 2 5 4 、t h m f p 和h a a f p 的平均去除率 分别达到3 2 3 、1 4 8 、5 9 5 和9 0 8 ，但对1 0 1 0 0 k d 的中间分子量的有机物u v 函去 除效果更好，平均去除率达到2 7 1 。 调蓄水库对生物预处理出水的常规指标有一定去除效果，但对d o m 的去除效果不好。 调蓄水库对分子量在3 1 0 k d 的有机物d o c 的去除效果较好，平均去除率为4 4 1 ，但对 该区间的u v 2 纠没有去除效果，对分子量在l 3 k d 的有机物t h m f p 和h a a f p 去除效果较 好，平均去除率分别达到3 1 3 和2 0 7 。 组合介质在遮光条件下的研究表明，减弱光照强度，有利于提高组合介质在夏季高温强 光照下对水体常规指标的去除效果。遮光条件下组合介质对有机物也表现出较好的去除效 果，对h a a f p 的去除率达到4 6 2 。 关键词：微污染源水，有机物，人工介质，分子量分布，消毒副产物生成潜能 本论文受江苏省社会公益专项( b m 2 0 0 6 ) 、江苏省环保科技项目( 2 0 0 9 0 1 5 ) 和江苏省环境科学研究院人 才培养基金( r c 0 8 1 4 ) 资助。 s t u d yo nc h a r a c t e r i s t i c so fo r g a n i cp o l l u t a n t s r e m o v a lf r o mm i c r o p o l l u t e ds o u r c ew a t e rb y a b s t r a c t e c o l o g i c a lp r o c e s s b i o l o g i c a lp r e - t r e a l m e n ti sap r o c e s sw h i c hr e m o v e so r g a n i ca n dn o n - o r g a n i cp o l l u t a n t sw i t h m i c r o b i a lm e t a b o l i s m p i l o tt e s tw a sc o n d u c t e do nt h ep u r i f i c a t i o no fm i c r o - p o l l u t e dw a t e rb y b i o l o g i c a lp r e - t r e a t m e n t , a n dw a sm a i n l yo nt h ec h a r a c t e r i s t i c so fo r g a n i c sr e m o v a lb ya s s e m b l e d m e d i u ma n de l a s t i cm e d i u m f u r t h e r m o r e ，t h ec h a r a c t e r i s t i c so fo r g a n i c sr e m o v a lb yr e g u l a t i n g r e s e r v o i rw e r ea l s oi n v e s t i g a t e d 1 1 1 ee x p e r i m e n tw a sc a r r i e do u ta tx u p ut o w no fc h a n g s h ui n j i a n g s up r o v i n c e ，a n dt h ef o l l o w i n gr e s u l t sw e r eo b t a i n e d ： 1 1 1 em o l e c u l a rw e i g h t ( m w ) d i s t r i b u t i o no fd i s s o l v e do r g a n i cm a t t e r ( d o m ) i ns o u r c ew a t e r w a sm a i n l yi nl o wm w o r g a n i c s t h ed i s s o l v e do r g a n i cc a r b o n ( d o c ) ，u v 2 5 4 ，t r i h a l o m e t h a n e f o r m a t i o np o t e n t i a l ( t h m f p ) a n dh a l o a c c t i cf o r m a t i o np o t e n t i a l ( h a a f p ) i n d i c a t e di nt h em w f r a c t i o n l k dw e r ea v e r a g e da t4 6 1 ，3 4 6 ，6 6 4 a n d2 3 3 ，r e s p e c t i v e l y t h et h m f pw a s d o m i n a t e di nt h ef o r m a t i o np o t e n t i a lo fd i s i n f e c t i o nb y - p r o d u c t s ( d b p f p ) ，w i t har a t i oo fg o 1 t h em a i nt h m f pw a sf o r m e db yo r g a n i c sw i t hm w l k d ，a n dt h ef o r m a t i o np o t e n t i a lo f c h c l 2 b ra c c o r d e df o rt h eg r e a tm a j o r i t y 1 1 1 em a i nh a a f pw a sf o r m e db yo r g a n i c s 、 ，i t l lm w b e t w e e nlo o k da n d0 4 5 b m ，a n dt h em a i nt y p e so fh a a f pw e r ed c a a ，t c a aa n dm b a a a s s e m b l e dm e d i u mh a db e t t e rp u r i f i c a t i o ne f f e c tt h a ne l a s t i cm e d i u mo nc o n v e n t i o n a l p o l l u t a n t sr e m o v a l 1 1 1 er e m o v a le f f i c i e n c i e so ft o t a ln i t r o g e n ( t n ) ，t o t a lp h o s p h o r u s ( t p ga n d c o d w e r e2 5 4 0 , 4 7 8 a n d16 o ，r e s p e c t i v e l y h o w e v e r , t h er e m o v a lo fa m m o n i a 疵呻( n h 4 + - n ) w a sn o ta sg o o d 硒e l a s t i cm e d i u m a s s e m b l e dm e d i u ma l s oh a dt h eb e t t e r r e m o v a le f f e c tt h a ne l a s t i cm e d i u mo nd o m m o r e o v e r , b o t ho ft h e ma c h i e v e db e t t e rr e m o v a lo f t h m f pa n dh a a f 只 t h eo r g a n i c sr e m o v a lc h a r a c t e r i s t i c so ft h et w om e d i u m sw h i c hd e n o t e db yd o c ，u v 2 们闭旧a n dh a a f pw e r ef o u n dd i f f e r e n ta td i f f e r e n tm wd i s t r i b u t i o ni n t e r v a l s a s s e m b l e d m e d i u mc a nr e m o v eo r g a n i c sw i t hh i i g hm w e f f e c t i v e l y , e s p e c i a l l yi nt h er a n g eo f10 0 k d - 4 ) 4 5 p a n , 诵t ht h em e a no f 4 4 5 ，4 4 4 ，6 4 7 ，7 0 1 o f d o c ，u v 2 5 4 ，t h m f p , h a a f eh o w e v e r , i tw a s n o ta b l et or e m o v eo r g a n i c sw i t hm w l k d e x c e p tf o rt h m f p e l a s t i cm e d i u mh a dt h es i m i l a r c h a r a c t e r i s t i c so no r g a n i c sr e m o v a l 砸d i f f e r e n ti n t e r v a l s 1 1 屺r e m o v a le f f i c i e n c i e so fd o c ，u v 嘲， t h m f p , h a a f pw e r ea v e r a g e d 融3 2 3 1 4 8 5 9 5 9 0 8 w i t ht h em wo f10 0 k d 加4 5 p m t h em o s te f f e c t i v er e m o v a lw a so b t a i n e df o rt h em w0 f1 0 1 0 0 k d ，w i t ht h eu v 2 5 4r e m o v a lo f 2 7 1 1 1 1 er e g u l a t i n gr e s e r v o i rh a ds o m ep u r i f i c a t i o ne f f e c to nt h ec o n v e n t i o n a lp o l l u t a n t sr e m o v a l o fb i o l o g i c a l p r e - t r e a t m e n te f f l u e n lb u ta l m o s th a dn oe f f e c to nt h er e m o v a lo fd o m t l l e r e g u l a t i n gr e s e r v o i ra l s oe x h i b i t e db e t t e rr e m o v a la b i l i t yo nd o cw i t ht h em w o f3 1 0 k d ( m e a n 4 4 1 ) b u tu v 2 5 4a tt h i sr a n g ew a sn o ta b l et ob er e m o v e d b e s i d e s ，i tw a sg o o da tr e m o v i n g t h m f pa n dh a a f po fo r g a n i c sw i t hm wo fl 3 l ( d ，w i t ha na v e r a g eo f3l - 3 a n d2 0 7 r e s p e c t i v e l y t h er e s e a r c ho nt h ep u r i f i c a t i o no fa s s e m b l e dm e d i u mw h i c hc o v e r e dw i t ho v e r s h a d o ww a s 东南大学硕士学位论文 a l s od o n e i ts h o w e dt h a ti tw a su s e f u lt ow e a k e nt h ei n t e n s i t yo fi l l u m i n a t i o ni ns u m m e ri no r d e r t oi m p r o v et h er e m o v a le f f i c i e n c y w i t l lo v e r s h a d o w i n g , t h ea s s e m b l e dm e d i u mh a dab e t t e r r e m o v a lo fo r g a n i c s ，e s p e c i a l l yf o rh a a f pw i t ht h ee f f i c i e n c yo f4 6 2 k e yw o r d s ：m i c r o - p o l l u t e d5 0 u ew a t e r , o r g a n i c s , a r t i f i c i a lm e d i u m ，m o l e c u l a rw e i g h t d i s t r i b u t i o n , d i s i n f e c t i o nb y - p r o d u c t sf o r m a t i o np o t e n t i a l i i i 目录 目录 第一章绪论l 1 1 微污染水体的有机物概况l 1 1 1 天然有机物( n o m ) 1 1 1 2 人工合成有机物( s o c s ) l 1 1 3 消毒副产物( d b p s ) l 1 2 微污染水体的有机物特性2 1 2 1 分子量分布特性2 1 2 2 亲憎水特性3 1 2 3 消毒副产物生成潜能特性3 1 3 不同净水工艺的有机物去除特性3 1 3 1 常规处理工艺。4 1 3 2 深度处理工艺4 1 3 3 预处理工艺4 1 3 4 组合工艺5 1 4 研究内容及意义5 1 4 1 研究技术路线及研究内容5 1 4 2 研究意义6 第二章试验概况。7 2 1 试验装置7 2 1 1 中试试验装置及工艺流程7 2 1 2 人工介质材质特性8 2 2 分析项目及方法8 2 2 1 常规分析项目及方法- 。8 2 2 2 有机物分子量分布的测定方法9 2 2 3d b p f p 的检测方法9 第三章人工介质对微污染源水的有机物净化特性研究1 2 3 1 概述1 2 3 2 人工介质对微污染源水的常规指标净化效果1 2 3 2 1 人工介质对n h 4 + - n 和t n 的去除1 2 3 。2 2 人工介质对t p 的去除。1 3 3 2 3 人工介质对c o d 的去除1 4 3 2 4 人工介质对常规指标的去除效果比较1 5 3 3 人工介质对微污染源水的有机物净化特性1 6 3 3 1 人工介质对d o c 的去除。1 6 3 3 2 人工介质对u v 2 5 4 的去除2 0 3 3 3 人工介质对t h m f p 的去除2 4 3 3 4 人工介质对h a a f p 的去除2 7 3 3 5 人工介质进出水s u v a 和s d b p f p 的相关关系3 0 3 3 6 人工介质对有机物的去除效果比较。3 l 3 4 本章小结3 2 第四章调蓄水库对预处理出水的有机物净化特性研究3 4 4 1 概述3 4 4 2 调蓄水库对预处理出水的常规指标净化效果。3 4 i v 东南大学硕上学位论文 4 2 1 调蓄水库对n h 4 + - n 和t n 的去除。3 4 4 2 2 调蓄水库对t p 的去除3 5 4 2 3 调蓄水库对c o i d 的去除一3 6 4 3 调蓄水库对预处理出水的有机物净化特性3 6 4 3 1 调蓄水库对d o c 的去除一3 6 4 3 2 调蓄水库对u v 2 5 4 的去除3 8 4 3 3 调蓄水库对t h m f p 的去除4 0 4 3 4 调蓄水库对h a a f p 的去除4 l 4 3 5 调蓄水库进出水s u 、，a 和s d b p f p 的相关关系4 3 4 3 6 调蓄水库对有机物的去除效果比较4 4 4 4 本章小结4 5 第五章组合介质在遮光条件下的有机物净化效果研究4 6 5 1 概j z 睦4 6 5 2 组合介质在遮光条件下的常规指标净化效果4 6 5 2 1 组合介质在遮光条件下对n h 4 + * n 的去除4 6 5 2 2 组合介质在遮光条件下对 i n 的去除4 6 5 2 3 组合介质在遮光条件下对t p 的去除4 7 5 2 a 组合介质在遮光条件下对c o d 地的去除。4 7 5 3 组合介质在遮光条件下的有机物净化效果4 8 5 3 1 组合介质在遮光条件下对d o c 的去除4 8 5 3 2 组合介质在遮光条件下对u v 2 5 4 的去除4 8 5 3 3 组合介质在遮光条件下对d b p f p 的去除4 9 5 4 本章小结4 9 第六章结论与展望。5 0 6 1 主要研究结论5 0 6 2 论文创新点5l 6 1 3 问题与展望5l ! 改谢! ；：! 参考文献一 v ! i ：i 誊 第一章绪论 第一章绪论 1 1 微污染水体的有机物概况 随着人口增长、社会经济发展及城市化进程的加快，工业废水和生活污水的排放量不断 增加，各种合成有机物的种类和使用量与日俱增，这些污染物不可避免地通过各种途径进入 水体，造成水源水污染。氮、磷含量超标及由此造成的水体富营养化是水源水污染的主要问 题，同时水源水的有机物污染日益严重，各种微量有毒有机物也在一些水源水中被检出。水 体微污染主要是指天然有机物和人工合成有机污染物，也包括过量生长的浮游微生物及其代 谢物对水体造成的轻微污染，氨态氮、亚硝酸盐、磷化合物和重金属等无机污染物也是水体 微污染的主要因素。通常微污染水源水的地表水环境质量标准在山类或山类以下l l j 。 水源水中的有机物就其来源和性质可分为以下三类：天然有机物( n a t u r a lo r g a n i c m a t t e r ，n o m ) 、人工合成有机物( s y n t h e t i co r g a n i cc h e m i c a l s ，s o c s ) 、消毒副产物 ( d i s i n f e c t i o nb y - p r o d u c t s ，d b p s ) 以及在水处理过程中投加的药剂或在输水管网中引入或 生成的有机物。 1 1 1 天然有机物( n o m ) 水源水中存在的溶解性天然有机物不仅是有毒有害污染物的附着体，同时也是消毒副产 物的前体物，这些天然有机物可分为腐殖质和非腐殖质，且以腐殖质为主。腐殖质是指含羧 基、羟基、羰基、甲氧基等多种官能团的集合体或混合物，分子量在数百到数万道尔顿之间， 含较多芳环的酸性亲水性聚合电解质1 2 卅。腐殖质的化学性质及组成与其前体物和所处的物 理化学环境有关，土壤中的腐殖质以腐殖酸占多数，分子量最高可达数十万道尔顿p i ，水体 中的腐殖质则以富里酸占多数，分子量也小得多。天然有机物中的非腐殖质主要由蛋白质、 氨基酸、碳水化合物、亲水酸和糖类等组成，具有较强的亲水性和较低的芳香度，在饮用水 处理中曾被忽视，认为对出水水质没有什么影响，但近年来的研究表明，消毒副产物的前体 物中有相当一部分是来自非腐殖质部分的天然有机物l o j 。 另外，富营养化水体中的藻类有机物也是天然有机物中不容忽视的一部分，包括藻类、 藻类分泌物及藻类尸体分解产物。它们有的是饮用水异嗅和异味的源头，有的是致突变前体 物，而且藻类分泌物的含氮量比腐殖质类物质更高，一些藻毒素更是具有极强的促进肿瘤形 成作用。 1 1 2 人工合成有机物( s o c s ) 人工合成有机物主要是通过人类活动捧放的生活污水和工业废水经土壤渗透进入地下 水，或经地表径流进入水源水，如农业生产过程中施用的含氯农药，电力工业中应用的多氯 联苯，洗涤产品中的表面活性剂以及其它人工合成化学品或废弃物。这些有机物大多为有毒 有机污染物，可生物降解性差且在水环境中有一定的残留水平，可通过迁移、转化、富集或 食物链循环，危及水生生物和人体健康。 1 1 3 消毒副产物( d b p s ) 自1 9 7 4 年r o o k 在氯化消毒出水中检出三卤甲烷( t r i h a l o m e t h a n e s ，t h m s ) 1 7 l ，1 9 8 3 年c h r i s t m a n 在饮用水中检测到卤乙酸( h a l o a c e t i c s ，h a a s ) 后1 8 ，d b p s 受到越来越多的 关注。水体中的各种天然有机物和人工合成有机物在消毒过程中，都有可能和消毒剂反应生 成d b p s ，主要包括三卤甲烷( t h m s ) 、卤乙酸( h a a s ) 、卤代乙腈( h a n s ) 、卤代酮 东南大学硕上学位论文 ( h k s ) 等1 9 1 ，其中含量最高且对人体危害最大的是t h m s 和h a a s 1 0 1 ，而且h a a s 的致癌 风险远大于t h m s ，占消毒副产物总致癌风险的9 1 9 以上i l l j 。 t h m s 是具有挥发性的卤代有机物，以三氯甲烷( c h c l 3 ) 、一溴二氯甲烷( c h c l 2 b r ) 、 二溴一氯甲烷( c h b r 2 c ! ) 和三溴甲烷( c h b r 3 ) 为主，其中c h c l 3 含量最高，约占t h m s 的7 0 1 1 2 1 。h a a s 是难挥发的弱酸性卤代有机物，目前检测到的主要有：一氯乙酸( m c a a ) 、 二氯乙酸( d c a a ) 、三氯乙酸( t ca a ) 、一溴乙酸( m b a a ) 、二溴乙酸( d b a a ) 、溴氯 乙酸( b c a a ) 、一溴二氯乙酸( d c b a a ) 、二溴一氯乙酸( d b c a a ) 和三溴乙酸( t b a a ) ， 其中二氯乙酸( d c a a ) 和三氯乙酸( t c a a ) 的检出率最高【l 3 。 1 2 微污染水体的有机物特性 目前微污染水体有机物特性的研究热点主要有：( 1 ) 分子量分布特性；( 2 ) 亲憎水特性； ( 3 ) 消毒副产物生成潜能特性；( 4 ) 有机物去除特性。 1 2 1 分子量分布特性 水源水有机物种类繁多，成分复杂，形态各异，在水处理中的物理、化学和生物化学作 用存在较大差异，且与去除效果存在一定的联系。国内外研究表吲悼，有机物分子量分布 特性与其来源密切相关，不同水源水的有机物分子量分布具有地域性和季节性变化特征。 1 2 1 1 地域性 表1 1 给出了以d o c 表征的我国主要水体的溶解性有机物分子量分布特性。由表可知， 我国水源水的有机物组成以小分子( l k d ) 有机物为主，具有湖泊水质的特型。 表1 1 水源水中的有机物分子量分布( d o c 百分含量) - _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - - - _ _ _ - _ _ _ _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ - _ _ _ - _ _ _ - _ - - _ _ _ _ i _ _ _ - - _ _ _ - _ _ _ _ - 分子量 3 0 k d 黄浦江上游”4 l1 22 81 8 黄浦江【2 伽 3 5 5 83 6 1 21 6 3 2l1 长江镇江段【2 1 15 3 i 2 1 7 1 4 91 0 3 宁波姚江嘲5 7 59 61 4 42 6 5 淮河嘲4 4 82 9 62 5 6 太湖1 2 4 1 4 3 73 7 31 9 绍兴青甸湖田l4 5 6 3 8 4 1 6 0 怀柔水库【捌 6 8 42 0 4 l1 2 密云水库【2 3 l昭1 5 61 4 澳门水源水l 御 4 乳“2 6 - - 5 01 2 - - 2 7 1 2 1 2 季节性 天然水源水的有机物分子量分布随季节呈现一定变化，研究表明水源水中小分子有机物 的含量变化具有明显的季节性，其它区间有机物的分子量分布随季节变化不大。董秉直等l i 川 研究表明，黄浦江原水中 1 0 k d 、 憎水性较强的大分子有机物，对分子量 3 k d 、亲水性较强的有机物的去除能力较差，甚至 会增加。过滤以去除大分子有机物为主，但对分子量 3 0 k d 的有机物为主，对分子量在l 3 0 k d 的有机物没有去除 效果，对分子量 1 0 k d 的有机物去除效果较好，对分子量 1 0 k d 的有机物的去除效果则不佳1 1 9 j g 研等p 6 j 研 究也表明，臭氧氧化对大分子有机物的去除效果明显，对小分子有机物的去除效果较差。生 物活性炭对小分子有机物的去除效果较好，对大分子有机物的去除效果不佳。李发站等p 刀 研究表明。生物活性炭对分子量 1 0 k d 的有机物的去除效果较好，尤其是分子量 1 0 k d 的有机物没有去除效果，分子量在1 0 - - 1 0 0 k d 的有机物增加了1 9 9 4 。膜分离技术主要包括电渗析( e d ) 、电渗透( e o ) 、反渗透( r o ) 、 纳滤( n f ) 、超滤( u f ) 、微滤( m f ) 和传统的过滤等。电渗析、反渗透主要去除水中离子、 小分子物质，超滤、微滤主要去除水中大分子物质，纳滤介于反渗透和超滤之间，传统的过 滤主要去除水中的悬浮物及颗粒物i 刈。 1 3 3 预处理工艺 预处理工艺是在常规处理工艺之前采用适当的物理、化学和生物处理方法，初步去除水 中的污染物，以减轻后续工艺的负担。目前应用较多的预处理工艺有活性炭吸附、化学氧化、 生物预处理和调蓄水库系统。 1 3 3 1 活性炭吸附 活性炭吸附受被吸附有机物的极性和分子量大小的影响。李爽等1 2 6 1 的研究表明活性炭 对分子量在0 5 - - 0 3 k d 的有机物吸附能力较强。 1 3 3 2 化学氧化 化学氧化主要是依靠氧化剂的氧化能力，达到转化或分解有机物的目的。目前应用较多 的氧化剂主要有氧气、高锰酸钾和臭氧等。 1 3 3 3 生物预处理 生物预处理是借助微生物的新陈代谢活动，对水中的有机污染物、氨氮、亚硝酸盐及铁、 锰等无机物进行初步去除。生物预处理的有机物去除效果较差，对不同分子量区间有机物的 去除没有明显的规律【1 9 1 。 1 3 3 4 调蓄水库系统 水源水进入调蓄水库后，经较长时间的静置，水中的有机、无机杂质可通过沉淀分离去 除，小分子有机物可被藻类等水生生物降解而去除，腐殖酸会与水中的重金属络合生成金属 络合物或金属盐而被分离去除圳。 4 第一章绪论 1 3 4 组合工艺 组合工艺是利用各单元工艺的不同有机物去除特性及相互促进作用进行有序组合，以提 高有机物的去除效果，改善出水水质。各单元工艺在组合工艺中的顺序应根据水源水的有机 物浓度和有机物物理、化学分级特性系统的选择而确定。常用组合工艺有：常规处理、生物 处理、活性炭吸附和臭氧氧化联用技术1 5 1 ：臭氧和活性炭联用技术1 2 0 l ；混凝和粉末活性炭 联用技术1 1 9 1 ；曝气生物滤池、气浮和臭氧生物活性炭联用技术1 3 7 1 。 1 4 研究内容及意义 1 4 1 研究技术路线及研究内容 1 4 1 1 研究技术路线 生态工艺对微污染源水的水质净化特性中试研究 组合介质对微污染源 水的水质净化特性 弹性介质对微污染源 水的水质净化特性 调蓄水库对预处理出 水的水质净化特性 常规指标去除效果 n h 4 + - n t n t p c o d 有机物去除的分子量分布特性 d o c 去 除 特 性引飞即霍l l藿 h a a f p 去 除 特 性 组合介质征遮光条件下对微污染源水的净化效果分析 常规指标( n h 4 + - n 、t n 、l id o c 表征的有 t p 、c o d ) 去除效果i i机物去除效果 u v 2 5 4 表征的有 机物去除效果 d b p f p 表征的有 机物去除效果 1 4 1 2 研究内容 图1 1 课题研究技术路线 本文研究了生态工艺预处理微污染源水的有机物净化特性，为微污染源水制取安全饮用 水，合理选择水处理工艺提供了技术指导。具体内容如下： 5 东南大学硕士学位论文 ( 1 ) 组合和弹性两种人工介质对水质的净化特性研究。通过现场动态试验，分析两种 人工介质的水质净化效果，重点研究了人工介去除有机物的分子量分布特性，为水处理工艺 的改进提供技术支撑。 ( 2 ) 调蓄水库对预处理出水的净化效果分析。考察了氮、磷等营养物质及不同分子量 区间有机物的净化特性，了解调蓄水库的净化机制和应用前景。 ( 3 ) 组合介质在遮光条件下的水质净化效果评价。分析高温强光照下，改变光照强度 后组合介质的水质净化效果。 1 4 2 研究意义 本课题以江苏省常熟市第三水厂源水为研究对象，旨在了解人工介质对微污染源