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水体嗅味污染日益成为饮用水安全的突出问题。在实际处理嗅味问题时,吸附处理技术应用最为广泛,粉末活性炭是最常用的吸附剂之一。为深入了解粉末活性炭与嗅味物质间的吸附规律,本论文针对16种特征致嗅物质,系统分析了其活性炭吸附处理的可行性。同时,对9种不同类型活性炭进行对比研究,分析了不同活性炭对同种嗅味物质吸附效果的差异。此外,本论文还开展了南方某水厂进厂水与预氧化出水中 2-甲基异莰醇(2-MIB)、土臭素(GSM)的吸附实验,对水厂所用活性炭进行了评价,也揭示了预氧化工艺对活性炭吸附过程的影响。具体得到以下结论:
(1)发生2-MIB、GSM、2,4,6-三氯苯甲醚(2,4,6-TCA)、2-异丙基-3-甲氧基吡嗪(IPMP)、反,反-2,4-庚二烯醛(T,T-2,4-HPDA)、反-2-辛烯醛(T-2-OA)、反,反-2,4-辛二烯醛(T,T-2,4-ODA)、反-2,4-癸二烯醛(T,T-2,4-DDA)、β-环柠檬醛(β-cyclocitral)、二甲基三硫醚(DMTS)、间二甲苯(1,3-DMB)、3-甲基吲哚(3-MLD)、2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)、双(2-氯异丙基)醚(Bis)所引起的水体嗅味时,可采用活性炭处理技术来解决此类嗅味问题。但是,若发生二乙基二硫醚(DEDS)和二甲基二硫醚(DMDS)所引发的水体嗅味时,单纯的活性炭处理技术则不足以完全应对。PAC对2,4,6-TCA、GSM、2-MIB、T,T-2,4-DDA、β-cyclocitral、T-2-OA、T,T-2,4-ODA、DMDS、DEDS、3-MLD、1,3-DMB吸附过程符合Freundlich等温吸附规律,属于多分子层吸附;而PAC对IPMP、DMTS、T,T-2,4-HPDA、Bis、2,4-DCP的吸附过程更符合Langmuir模型,属于单分子层吸附。
(2)3类9种PAC对2-MIB、GSM的吸附去除效果各不相同。总体来看,吸附效果由高到低依次为椰壳炭>煤质炭>木质炭;在9种PAC应急处理2-MIB、GSM嗅味问题时,碘值为1030的椰壳活性炭吸附容量最大,对2-MIB的吸附容量为6.24 ng·mg-1,碘值800的煤质活性炭综合性价比最高,每吨水处理成本为0.30 元。PAC的比表面积和孔隙结构是影响吸附性能的关键因素之一,同时,表面碱性基团的数量越多,则PAC吸附容量越大。
(3)南方某水厂目前使用的煤质粉末活性炭可以有效的将原水中的 GSM 降至嗅阈值以下,但不足以应对 2-MIB 所导致的嗅味问题,主要由于该厂的活性炭水力停留时间短,并且投加量低;预氧化过程(预投加次氯酸钠及高锰酸钾)不仅会降低PAC对2-MIB的吸附速率,同时还会降低PAC对2-MIB的吸附量。
(1)发生2-MIB、GSM、2,4,6-三氯苯甲醚(2,4,6-TCA)、2-异丙基-3-甲氧基吡嗪(IPMP)、反,反-2,4-庚二烯醛(T,T-2,4-HPDA)、反-2-辛烯醛(T-2-OA)、反,反-2,4-辛二烯醛(T,T-2,4-ODA)、反-2,4-癸二烯醛(T,T-2,4-DDA)、β-环柠檬醛(β-cyclocitral)、二甲基三硫醚(DMTS)、间二甲苯(1,3-DMB)、3-甲基吲哚(3-MLD)、2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)、双(2-氯异丙基)醚(Bis)所引起的水体嗅味时,可采用活性炭处理技术来解决此类嗅味问题。但是,若发生二乙基二硫醚(DEDS)和二甲基二硫醚(DMDS)所引发的水体嗅味时,单纯的活性炭处理技术则不足以完全应对。PAC对2,4,6-TCA、GSM、2-MIB、T,T-2,4-DDA、β-cyclocitral、T-2-OA、T,T-2,4-ODA、DMDS、DEDS、3-MLD、1,3-DMB吸附过程符合Freundlich等温吸附规律,属于多分子层吸附;而PAC对IPMP、DMTS、T,T-2,4-HPDA、Bis、2,4-DCP的吸附过程更符合Langmuir模型,属于单分子层吸附。
(2)3类9种PAC对2-MIB、GSM的吸附去除效果各不相同。总体来看,吸附效果由高到低依次为椰壳炭>煤质炭>木质炭;在9种PAC应急处理2-MIB、GSM嗅味问题时,碘值为1030的椰壳活性炭吸附容量最大,对2-MIB的吸附容量为6.24 ng·mg-1,碘值800的煤质活性炭综合性价比最高,每吨水处理成本为0.30 元。PAC的比表面积和孔隙结构是影响吸附性能的关键因素之一,同时,表面碱性基团的数量越多,则PAC吸附容量越大。
(3)南方某水厂目前使用的煤质粉末活性炭可以有效的将原水中的 GSM 降至嗅阈值以下,但不足以应对 2-MIB 所导致的嗅味问题,主要由于该厂的活性炭水力停留时间短,并且投加量低;预氧化过程(预投加次氯酸钠及高锰酸钾)不仅会降低PAC对2-MIB的吸附速率,同时还会降低PAC对2-MIB的吸附量。