臭氧—生物活性炭深度處理工藝去除太湖水嗅味的研究

陳思瑩

摘 要：采用臭氧生物活性炭深度處理工藝解決太湖水中嚴(yán)重的嗅味問題，考察臭氧投加量對土臭素（Geosmin，GSM）和二甲基異冰片（2-methylisoborneol，2-MIB）去除的影響。研究表明，隨著臭氧投加量從0增加到1.0mg/L，常規(guī)處理去除了36%～64%的GSM和38%～59%的2-MIB；預(yù)臭氧對GSM和2-MIB的去除效果與臭氧投加量成正比；碳濾對GSM和2-MIB的去除率都降低了33%左右。在臭氧投加量為1.0mg/L，GSM和2-MIB初始濃度為300ng/L時，出水的GSM和2-MIB均被成功地控制在合理閾值內(nèi)。

關(guān)鍵詞：嗅味；臭氧；生物活性炭

中圖分類號：X831 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）05-0151-02

Taste and Odor Treatment in Tai Lake by Ozonation/GAC Technology

CHEN Siying

（ College of Environmental Science and Engineering，Tongji University， Shanghai 200092）

Abstract： This study investigated the applicability of the ozone （O3）/granular activated carbon （GAC） technology for taste and odor treatment in Tai lake. The effect of O3 dosage on geosmin/2-MIB removal were studied. Conventional treatment removed 36% to 64% and 38% to 59% of geosmin and 2-MIB， repectively， with O? dosage increased from 0 to 1.0 mg/L. Removal efficiency of geosmin and 2-MIB by pre-ozonation were increased with ozone dosage but both decreased by 33% after GAC filtration. At 1.0 mg/L O3 dosage， geosmin and 2-MIB were effectively removed below the odor threshold concentrations （OTCs） with the initial concentration of 300 ng/L.

Keywords： taste and odor；ozone；GAC

近年來，太湖藻類暴發(fā)，水中嗅味物質(zhì)超標(biāo)。許多研究表明[1]，混凝、沉淀和砂濾等傳統(tǒng)水處理工藝對嗅味物質(zhì)的去除效果有限。為了更好地去除這些嗅味化合物，水廠需要后續(xù)進(jìn)行深度處理。目前，臭氧-生物活性炭技術(shù)已廣泛應(yīng)用于水廠[2]。

在臭氧-生物活性炭工藝中，臭氧能夠?qū)⒋蠓肿佑袡C(jī)物氧化成中小分子有機(jī)物，增強(qiáng)了碳濾池吸附介質(zhì)表面的生物活性，促進(jìn)碳濾池中有機(jī)物的進(jìn)一步去除[3]。然而，過去的研究大多為實驗室小試，關(guān)于臭氧-生物活性炭工藝對天然水體中嗅味物質(zhì)的去除效果尚不清楚。因此，本文通過中試試驗研究臭氧-生物活性炭深度工藝對天然水中GSM和2-MIB的去除效果，考察其應(yīng)對嗅味突發(fā)事件的能力，為水廠的實際應(yīng)用提供參考。

1 試驗方法

裝置設(shè)置在蘇州新區(qū)水廠，由預(yù)臭氧、混凝沉淀、過濾、臭氧和碳濾組成。采用進(jìn)廠原水，流量為2.0L/min；臭氧預(yù)氧化采用G11型臭氧發(fā)生器（Pacific Ozone Technology），接觸時間為7min。斜板沉淀池的水力停留時間為40min，排泥周期為24h；砂濾池和碳濾池的停留時間分別為17min和40min。選擇50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取纖維頭（上海安譜公司），采用頂空固相微萃取對嗅味物質(zhì)進(jìn)行富集，隨后用GC-MS進(jìn)行檢測。

2 試驗結(jié)果與討論

向太湖水中投加一定濃度的土臭素和二甲基異冰片混標(biāo)，使原水中兩種物質(zhì)的濃度達(dá)到300ng/L。分別在0、0.5、1.0mg/L臭氧投加量下進(jìn)行實驗，研究臭氧投加量對出水嗅味物質(zhì)濃度的影響。當(dāng)臭氧投加量為1.0mg/L時，預(yù)臭氧對2-MIB去除率為0.5mg/L投加量時的2倍。與2-MIB相比，臭氧預(yù)處理對GSM的去除效果隨臭氧投加量的增加而迅速增加，在1.0mg/L臭氧投加量下迅速增加到31%，GSM更優(yōu)的氧化效果與其化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)[4]，太湖水中天然有機(jī)物對2-MIB和GSM的臭氧氧化也有影響[5]。臭氧投加量為0mg/L時，砂濾對2-MIB和GSM的去除效率分別為17%和15%；臭氧投加量為1.0mg/L時，砂濾對2-MIB和GSM的去除效率分別提高至41%和37%。研究表明，臭氧促進(jìn)了濾池生物膜的形成，從而提高了砂濾去除2-MIB和GSM的能力[6]。與砂濾相比，當(dāng)臭氧投加量從0mg/L增加到1.0mg/L時，碳濾對2-MIB的去除率從38%降低到6%，對GSM的去除率從37%降低到4%。研究表明，水中與兩種嗅味物質(zhì)顆粒尺寸相近的有機(jī)物會與其產(chǎn)生吸附競爭，使碳濾的嗅味去除效率較低[7]。

總體來看，隨著臭氧投加量的增加，臭氧生物活性炭工藝對2-MIB和GSM的去除效果顯著提高。傳統(tǒng)的水處理工藝（混凝、沉淀和砂濾）去除了36%～64%的GSM和38%～59%的2-MIB。當(dāng)投加1.0mg/L臭氧，進(jìn)水嗅味物質(zhì)濃度為300ng/L時，出水2-MIB和GSM的濃度低于檢測閾值，滿足出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，即《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》

（GB 5749—2006）。

3 結(jié)論

預(yù)臭氧和砂濾對2-MIB和GSM的去除率隨著臭氧投加量的增加而提高，并且土臭素更容易被臭氧氧化去除，但碳濾對2-MIB和GSM的去除率隨臭氧投量增加而降低。臭氧能氧化大分子有機(jī)物，促進(jìn)整個工藝對嗅味物質(zhì)的去除?？傮w來說，臭氧生物活性炭技術(shù)能有效去除水中高濃度的2-MIB和GSM。

參考文獻(xiàn)：

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