水中有机物的去除方法
学校: 漳州师范学院
系别：化学与环境科学系
班级：09环科一班
学号：090603101
姓名:钟燕平
摘要：介绍有机物的来源分类，有机物的组成及性质，并提出除去水中有机物的几种常用方法。
关键词: 有机物
随着工业发展，有机物造成饮用水水质恶化已成为当前水处理行业中的一大焦点。中国大多数饮用水水源普遍受到有机污染物的污染成为微污染源水，使用常规的水处理工艺已经不易有效地去除有机污染物，随着水质标准的提高和水源污染的加剧，针对各常规处理工艺的不足近些年来，针对有机物污染开发出许多工艺，例如预氧化工艺、活性炭吸附工艺、臭氧－生物活性炭工艺、生物预氧化技术等。
一．有机物的组成及性质
天然有机物（Natural organic matter，NOM）主要是指动植物在自然循环过程中经腐败分解所产生的一类大分子有机物，是天然水体中有机物的主要组成成分。主要包括腐殖质、微生物分泌物、溶解的动物组织等，其中以腐殖质为主，占 NOM 的 50%～90%[1]。如来自植物腐败分解产生的腐殖酸、富里酸，都是腐殖质的主要成分。NOM 是水体色度和臭味产生的主要原因。同时，NOM 还参与水体中重金属离子的迁移、转化，影响颗粒沉降性，增强其迁移能力[2]；与水中疏水性污染物发生吸附反应，增强水处理难度，增加水处理中絮凝剂和消毒剂的使用量。尤其是在饮用水的处理中，NOM 可与氯反应生成三氯甲烷（THMs）、卤乙酸（HAAs）等致癌、致畸物，是氯消毒副产物（DBPs）的主要前驱物[3-5]，直接影响人类健康。
腐殖酸类物质有如下电化学性质：
（1）胶体性质，腐植酸有可以游离出的官能团—COOH，—OH，显电负性。（2）亲水性，其亲水性取决于缩合程度。
（3）具有巨大的表面积（330~340㎡/g）和表面能：由于具有能疏松的“海绵状”结构。
（4）在氧化剂作用下可被氧化分解。
另外由于腐植酸中含有若干含氧功能团，使得腐植酸具有各种胶体性质如表面吸附，离子交换，络合作用，缓冲性能及氧化还原特性。
我们可以根据腐植酸的特性设计多种去除腐植酸的方法，从而达到去除天然水中有机物保证锅炉补给水水质的目的。
二、有机物的去除方法
1、吸附法去除水中天然有机物[6]
1.1 活性炭吸附剂
活性炭吸附剂一般利用其具有的丰富的微孔结构、较高的比表面积，因此具有很强的吸附力，广泛应用于水处理脱色、除臭以及有机物去除等方面。活性炭吸附剂吸附有机物的过程是静电力和非静电力相互作用的复杂过程。CarlosMoreno-Castilla指出，静电力和非静电力的相互作用主要决定于吸附剂、吸附质以及水溶液的化学性质。其中活性炭的表面化学性质是影响静电力和非静电力相互作用的主要因素。而芳香族化合物的吸附主要依靠吸附剂和吸附质间的疏水作用和芳环间的π-π作用，即以物理吸附为主导。活性炭对 NOM的吸附一般随着 pH 的增高而降低，这主要是因为在低 pH 下，吸附剂表面从水溶液中吸附大量 H+，从而增加吸附剂的表面酸度。同时，NOM 分子表面由于存在大量羧基和酚羟基，表面带有负电，从而与吸附剂表面所带 H+ 发生吸附，形成“离子偶”，完成有效吸附。而在 pH 升高时，羧基和酚羟基发生电离，从而影
响“离子偶”的形成量，导致吸附量降低。AM Daifullah实验中得到，当 pH 由11.0 降到 3.0时，吸附剂 W-75 的吸附能力提高了 15%。温度对吸附量的影响主要表现在随着溶液温度的升高，吸附量增大。这是因为活性炭吸附剂吸附 NOM 的过程是一个吸热过程，温度的升高，提高了 NOM 分子的活性，增大了初始吸附速度；同时，温度的升高使活性炭表面形成了更多的活性点，提高了 NOM 分子和活性点接触的机会，从而提高了吸附量。实验说明，具有较大表面积以及丰富的微孔结构的吸附剂具有更好的吸附性能。大的表面积，增大了吸附剂和吸附质接触的机会，丰富的微孔结构增大了活性炭的内表面积，使 NOM 分子可以更好的进入微孔内部，完成吸附过程。炭质纤维比颗粒状炭就有更好的吸附性，就是因为这个原因。盐离子对吸附的影响实验，主要集中在阳离子如 Na+、K+、Ca2+、Mg2+ 等对吸附的影响。在所研究的几种离子中，Ca2+ 对吸附性的影响尤为明显。随着 Ca2+ 的浓度的增加，吸附量也不断增大。这主要是因为阳离子的加入，可以很好的抑制 NOM 分子形成络合物，减小 NOM 分子的分子量，同时，盐离子的加入，可以使吸附剂表面的皱褶绷紧，增大活性炭吸附剂的吸附面积和吸附位点的数量。活性炭吸附剂具有较好的吸附性，主要是吸附剂本身丰富的内部微孔结构、大的表面积和大量官能团的存在。而吸附剂本身差异，污染物种类的变化以及复合污染物的处理，使吸附剂表面改性变的越来越迫切。
常用的活性炭吸附剂表面改性主要有热改性和化学改性 2 种，热改性可以很好的改变吸附剂的表面结构和微孔结构；化学改性，可以使吸附剂本身带有需要的官能团，提高对污染物的吸附能力。经过硝酸 - 热处理的AC3 比经过单独硝酸改性的 AC1 就有更好的表面微孔机构，通过元素分析，其表面氧化物含量依次顺序为 AC1>AC2>AC3>F400 AC5>AC4。
1.2 树脂类吸附剂
树脂类吸附剂主要包括非离子型吸附树脂、离子交换树脂和复合型树脂。对非离子型吸附树脂，其对有机物的去除主要依靠苯环间的π-π作用和氢键作用，但此类树脂对亲水性小分子有机物的吸附效果不是很理想。而离子型吸附树脂，通过树脂表面的胺基和电中性的亲水性小有机物上的羧基、羟基形成氢键、－COOH－NMe2－和－OH－NMe2－等，可以实现对亲水性小有机物的吸附。NOM 中大约有 10%～40%的分子不能很好的被离子交换树脂有效吸附，这成为影响离子交换树脂吸附 NOM 效果的最主要因素。通过对树脂进行表面改性，形成具有吸附作用和离子交换作用的复合功能树脂，不仅对有机物分子具有π-π作用，同时可通过表面修饰的功能官能团与有机物分子间的电荷吸附、离子交换、氢键等协同作用，增大树脂对有机物的吸附能力。费正皓等通过对 XAD-4 表面修饰苯甲酰基，利用改性树脂对腐殖酸的去除率达 85%，同时利用醇碱做脱附剂，在50 ℃可实现完全脱附再利用。
1.3 壳聚糖类吸附剂
壳聚糖类吸附剂主要是通过静电作用和表面络合作用，实现对有机物的吸附。W L Yan等在壳聚糖吸附铅和腐殖酸的实验中指出，壳聚糖单独吸附铅或腐殖酸时，主要通过吸附质与壳聚糖表面官能团的配位作用来实现；同时依次吸附 2 种物质时，前一种物质可能增大对后一种物质的吸附能力，也可能减小对后一种物质的吸附，这主要是因为，前一种物质可能增加吸附剂的吸附位点，如先吸附腐殖酸，再吸附铅，腐殖酸的吸附可以加大对铅的吸附；也可能占用后一种物质的有效吸附位点，减小对后一种物质的吸附，如先吸附铅，再吸附腐殖酸，铅的吸附就将减小对腐殖酸的吸附。M Y Chang等，通过活性粘土对壳聚糖进行改性，
利用改性壳聚糖对单宁酸、腐殖酸以及染料污染物进行吸附实验，对单宁酸的吸附量达到 1000 mg·g-1，腐殖酸达到 150 mg·g-1，对染料 RR222 的吸附量达到 2 000 mg·g-1。壳聚糖以及改性壳聚糖具有大量的羟基和氨基，能通过氢键、共价键或配位键等作用有效的将水中的 NOM 分子去除。但壳聚糖在酸性条件下的可溶性以及非极性等缺陷，成为制约壳聚糖类吸附剂应用的一个重要因素。1.4 无机矿物质吸附剂
无机矿物质对 NOM 的吸附主要是通过无机矿物吸附剂上的羟基和 NOM 分子上的羧酸等基团之间的离子交换作用实现。S G Wang等利用十六烷基三甲基铵对沸石表面进行改性，吸附去除水中的富里酸（FA），在沸石表面修饰 120%的条件下，吸附效果最佳，吸附量达到 10 mg·L-1。其吸附机制主要是沸石的电负性较强，能有效的和质子化的富里酸分子通过静电作用进行吸附；同时，沸石表面的活化剂在吸附过程中可以和富里酸形成氢键，进一步增大了对富里酸的吸附。X J Peng等利用膨润土吸附腐殖酸（HA），吸附平衡浓度达到 537 mg·g-1，在自然 pH 条件下，对水中腐殖酸的去除率达到 97%，浓度为利用 0.025mo·lL-1 和 0.05 mo·lL-1 的 NaOH 进行脱附，脱附率达到 83%和 85%。其主要吸附作用机制为膨润土上所带的铝硅基团和腐殖酸分子上的羧基反应形成配位化合物，通过配位作用对有机物进行吸附。在吸附过程中，膨润土中的钙离子能通过桥联作用，增大对有机物的吸附量。T S Anirudhan利用十六烷基三甲基铵（HDTMA）改性膨润土吸附腐殖酸，对 25μg·L-1 的腐殖酸溶液的吸附去除率高达 99%。同时，利用浓度为 0.1 mol·L-1 NaOH 进行脱附再生实验，经过 3 个周期，吸附量仅下降 6.2%，但存在费用过高的问题。L P Weng等研究了针铁矿对腐殖酸和富里酸的吸附，实验结果显示，针铁矿对腐殖酸和富里酸有一定的吸附效果，但对亲水性小分子 NOM 的去除效果不是很好。而且，吸附效果受溶液离子浓度和pH 影响较大，较高的离子浓度和较低的 pH 对吸附有利。
另外，沈昊宇等，利用高分子聚羧酸 - 纳米Fe
3O
4
磁性复合颗粒吸附水中对
羟基苯甲酸脂类化合物。该材料对羟基苯甲酸甲酯(MPB)、对羟基苯甲酸乙酯(EPB)和对羟基苯甲酸丙酯(PPB)的饱和吸量达 556 mg·g-1；对羟基苯甲酸丁酯(BPB)的饱和吸附量为 588 mg·g-1。
2.混凝澄清和强化混凝处理
混凝澄清对水中有机物的去除率以COD计一般为20%—60%。理论上讲以上去除率是水中悬浮态，胶态和溶解态有机物的去除率之和，但丁桓如[7]做实验发现混凝澄清对悬浮态和胶态有机物去除率极高可达90%以上，而对溶解态有机物去除率极低，所以混凝过程中有机物的去除率与原水浊度有很大关系。为提高有机物的去除率一般采用强化混凝处理。强化混凝是通过增加混凝剂的投药量或调整PH，来提高水中有机物的去除率。影响强化混凝效果有如下方法：
①混凝剂种类：强化混凝剂分为有机和无机两类。就强化混凝而言无机混凝剂要比有机混凝剂效果要好。这是由于合成有机物混凝剂在天然水中的混凝过程中，无法提供有机吸电位，只有电中和作用参与腐植酸的沉淀，所以混凝效果不好。而无机混凝剂（Al盐Fe盐）既有电中和作用又形成难溶络合物，其氢氧化物又能提供表面使有机物发生吸附。所以混凝效果要好。
② PH值：PH既影响混凝剂的水解产物又影响腐植酸的解离水平。PH低时有机物质子化能提高，混凝剂需量减少，同时混凝剂水解物种带更多正电荷吸附更易发生。
③混凝剂投药量：投药量并非越大越好，而是在最佳加药量时混凝效果最好。
混凝剂投药量不足时混凝不充分，但当混凝剂过大时又发生胶体再稳现象时混凝效果不好。
混凝澄清和强化混凝是现在水处理工作中最常用的，最有效的方法。对于混凝条件的优化和新型混凝剂的开发还需要进行跟多的研究。
3.Fenton 氧化法处理难降解有机废水[8]
Fenton 试剂是 Fe2+与双氧水的混合物，双氧水在 Fe2+的催化下，产生羟基自由基(·OH)。·OH 的产生有如下两途径：
(1)由两个又氧水分子产生，如反应方程(1)；
(2)由二价铁和双氧水的氧化反应产生，如反应方程(2)
2H
2O
2
→ H
2
O + ·OH + ·HOO (1)
Fe2+ + H
2O
2
→ Fe3+ + ·OH + OH (2)
通常的，由哪一两反应生成·OH 主要取决于二价铁和双氧水降解速率。·OH 是一种很强的氧化剂，其标准氧化还原电位为 2.8 eV，氧化能力仅次于 F(标准氧化还原电位为 3.08 eV)，是已知的第二强的氧化剂。·OH 为广谱氧化剂，没有选择性，几乎可以与水中物质发生反应。·OH 与有机物的反应有三个基本的反应途径，即羟基加成、羟基的夺氢反应、羟基的电子转移。羟基加成反应即·OH 加合到不饱和 C-C 键上；羟基的夺氢反应，即·OH 打断C-H 键，夺取一个 H 而形成水分子；羟基的电子转移反应，即·OH从易于氧化的无机离子得到一个电子形成氢氧根 OH-。具体是哪个反应途径为主，取决于·OH 与反应的物质。一般说，加成反应较夺氢反应快，而电子转移反应通常发生在·OH与无机物之间。·OH 虽为广谱氧化剂，且·OH 与中等和大分子有机物反应快速，接近扩散控制极限。但·OH 与小分子有机物反应较慢，这些有机物不宜用 Fenton 氧化法来处理，如甲基氢原子如果没有被特殊的连接的取代物活化，则被·OH 取代的速率较慢，从羧酸阴离子中的电子转移速率也较慢[2]。
Fenton 试剂降解有机物对 TOC 去除效率的影响因素主要有pH、双氧水浓度、Fe2+浓度、反应时间、反应温度和有机物的种类。若某些有机物如苯的浓度高，就会降低 TOC 的去除率。
初始 pH 由于影响了的·OH 产生速率和浓度，就直接影响COD 的去除效率。pH 太低时，由于生产[Fe(H2O)6]2+而使氧化反应速率将会下降，而且，存在的 H+浓度太高，双氧水就会形成稳定的[H3O2]+，这增加了双氧水亲电性进而增强了其稳定性，也就减少了与 Fe2+应的机率，就减少了·OH 的产生。当 pH>4 时，由于生成了Fe(OH)3 沉淀，就降低了与双氧水反应的游离 Fe2+浓度，也就减少了·OH 的产生；同时，也使双氧水分解加快。实验证明，最佳初始 pH 为 3.0±0.2。但无论初始 pH 是多少，最终 pH 为 2.5±0.2。在处理 COD 浓度在600~700 mg/L 的糖蜜废水时，pH 在 4时能达到较好的 COD 和色度去除率。
COD 去除率随 H
2O
2
投加量的增加而增加，这是由于增加了·OH 的浓度；COD
去除率达到一定值后，H
2O
2
投加量继续增加，但去除率反而降低，这可能是由
H 2O
2
浓度增加后，H
2
O
2
与·OH 反应速率增大，降低了·OH 的浓度。
在处理制革废水时，在一定的 H2O2浓度范围内，COD 去除率随 H
2O
2
投加量的
增加持续增加；而 TOC 的去除率先是随 H
2O
2
投加量的增加，在达到一定值后，
变化不大，还有下降趋势。这说明 H
2O
2
不能使全部的有机物矿化，即全部生成
CO
2
。
初始 Fe2+浓度对处理效率的影响影响与 H
2O
2
投加量对 COD 去除率影响相似，
Fe2+低浓度时，增加 Fe2+浓度，COD 去除率增加，去除率达到一定值后，反面下
降，这是由于 Fe2+浓度增加后，Fe2+与·OH 反应速率增大，降低了·OH
的浓度。
当 Fe2+浓度较低时，TOC 的去除率随反应温度升高(25~75 ℃)而增大，但 Fe2+浓度较高时，TOC 的去除率反而随反应温度升高而减小。这是由于高温和高的Fe2+浓度会加快双氧水分解速度。在低 Fe2+浓度下，双氧水却可分解出更多的·OH 与有机物反应。
4.超声波技术降解焦化废水中有机物[9]
超声处理通过其空化效应、机械剪切及微絮凝作用，既可达到传统工艺的处理效果，又能很大程度地克服其缺陷，展示出强大的生命力和广阔的应用前景。但是仅靠超声波彻底降解难降解物质，不仅耗时长还要消耗大量能量，因此，可把超声波作为预处理手段对难降解的焦化废水进行处理，使难降解的大分子物质降解为小分子的易生化降解的物质，提高污水的可生化性，为后续生化处理创造陈振飞等关因素进行了研究，通过正交试验对超声功率、溶液的初始浓度、废水 pH、反应时间等对降解效果的影响进行了研究，并得出：
（1）超声功率在 240～300 W 时，超声波降解焦化废水的速率最快；超声波功率在 0～240 W 和 300～420 W 时，降解速率缓慢。
（2）废水中 COD 和挥发酚的去除率随着废水中COD 和挥发酚初始浓度的增大呈递减趋势。
（3）废水 pH 对超声波降解焦化废水的降解效果影响明显。
（4）超声波对焦化废水中 COD 和挥发酚的去除率以及废水的可生化性随着反应时间的增加而不断增加。反应 120 min 后，溶液中的组成趋于平稳，反应 120 min 和 180 min 接近。
（5）单独使用超声处理焦化废水的最佳工艺条件为：超声功率为 360 W、初始COD 为 928.2 mg/L（初始挥发酚为 130.0 mg/L），溶液的初始 pH 为8.91，反应时间为 150 min。此时，废水中 COD 和酚的去除率分别为 51.6%和 53.0%，废水的 B/C=0.33。
（6）超声预处理对于废水中 PAHs 的降解效果明显，在最佳工艺条件下，废水中 PAHs 的降解率达到 56.7%。
5．人工湿地基质对微污染原水中有机物[10]
基质是人工湿地系统的重要组成部分,基质为植物、微生物提供了生长空间,同时为氧的传输提供了必需条件,成熟基质和植物根区表面布满了生物膜,对水中污染物的降解去除发挥了重要作用。人工湿地中基质的作用主要表现为直接作用和间接作用,直接作用是指过滤、沉淀、吸附和絮凝等,通过多种物理作用可有效去除水体中的固体悬浮物、有机物等多种污染物。
原水经过人工湿地处理后,往复流人工湿地对CODMn的去除率为31.37%~58.12%,推流人工湿地对CODMn的去除率为27.10%~57.65%,表流人工湿地对CODMn的去除率为17.10%~34.45%,可见表流人工湿地的处理效率最低。
6. 常温EGSB去除有机物[11]
将厌氧污泥膨胀床(EGSB)分别与厌氧生物滤池、好氧生物滤池和活性污泥法串联并用其处理城市污水,结果表明,在常温和较短水力停留时间下,EGSB的厌氧生化过程主要停留在水解阶段,对有机物的去除主要以颗粒污泥的吸附、吸收作用为主;影响EGSB处理效果的主要因素有温度、上升流速、水力停留时间、进水浓度及容积负荷等。
三．参考文献
【1】李明,曾光明,张盼月,等.强化絮凝法去除水源水中天然有机物的研究进展[J].环境科学与技术,2006,29(29):109-111.
【2】郭瑾,马军.不同性质天然有机物对水中颗粒稳定性影响的机理研究[J].环境科学,2006,27(3):461-468.
【3】李冰,张巍,刘婉冬,等.去除饮用水中三卤甲烷和腐殖酸的活性炭选型方法[J].环境污染与防治,2008,30(4):48-52.
【4】张永吉,周玲玲,李伟英,等.高锰酸钾复合剂强化混凝对水中天然有机物的去除机理研究[J].环境科学,2009,30(3):761-764.
【5】葛飞,舒海民.饮用水中消毒副产物的研究进展[J].净水技术,2006,25(1):34-38. 【6】丁绍兰，郑长乐，王家宏.吸附法去除水中天然有机物的研究进展[J].水处理技术,2011,37(2)
【7】丁桓如. 给水处理中去除有机物研究的现状[J].工业水处理 1987-03.
【8】雷育涛，陈敏敏.Fenton 氧化法处理难降解有机废水研究进展[J].广东化工,2011.10(30)
【9】陈振飞，卢桂军，李茂静等.超声波技术降解焦化废水中有机物的研究[J]. 工业水处理. 2011. 31(4)
【10】于水利, 修春海, 杨月杰.人工湿地基质对微污染原水中有机物的去除效果[J]. 中国给水排水. 2011.33(3):56-58
【11】王强,吴昌敏,季民等.常温EGSB去除有机物的性能与机理[J]. 中国给水排水.2005.21(8):51-53
水中有机物的去除方法 学校: 漳州师范学院 系别：化学与环境科学系 班级：09环科一班 学号：090603101 姓名:钟燕平 摘要：介绍有机物的来源分类，有机物的组成及性质，并提出除去水中有机物的几种常用方法。 关键词: 有机物 随着工业发展，有机物造成饮用水水质恶化已成为当前水处理行业中的一大焦点。中国大多数饮用水水源普遍受到有机污染物的污染成为微污染源水，使用常规的水处理工艺已经不易有效地去除有机污染物，随着水质标准的提高和水源污染的加剧，针对各常规处理工艺的不足近些年来，针对有机物污染开发出许多工艺，例如预氧化工艺、活性炭吸附工艺、臭氧－生物活性炭工艺、生物预氧化技术等。 一．有机物的组成及性质 天然有机物（Natural organic matter，NOM）主要是指动植物在自然循环过程中经腐败分解所产生的一类大分子有机物，是天然水体中有机物的主要组成成分。主要包括腐殖质、微生物分泌物、溶解的动物组织等，其中以腐殖质为主，占 NOM 的 50%～90% [1]。如来自植物腐败分解产生的腐殖酸、富里酸，都是腐殖质的主要成分。NOM 是水体色度和臭
味产生的主要原因。同时，NOM 还参与水体中重金属离子的迁移、转化，影响颗粒沉降性，增强其迁移能力[2]；与水中疏水性污染物发生吸附反应，增强水处理难度，增加水处理中絮凝剂和消毒剂的使用量。尤其是在饮用水的处理中，NOM 可与氯反应生成三氯甲烷（THMs）、卤乙酸（HAAs）等致癌、致畸物，是氯消毒副产物（DBPs）的主要前驱物[3-5]，直接影响人类健康。 腐殖酸类物质有如下电化学性质： （1）胶体性质，腐植酸有可以游离出的官能团—COOH，—OH，显电负性。 （2）亲水性，其亲水性取决于缩合程度。 （3）具有巨大的表面积（330~340㎡/g）和表面能：由于具有能疏松的“海绵状”结构。（4）在氧化剂作用下可被氧化分解。 另外由于腐植酸中含有若干含氧功能团，使得腐植酸具有各种胶体性质如表面吸附，离子交换，络合作用，缓冲性能及氧化还原特性。 我们可以根据腐植酸的特性设计多种去除腐植酸的方法，从而达到去除天然水中有机物保证锅炉补给水水质的目的。 二、有机物的去除方法 1、吸附法去除水中天然有机物[6] 1.1 活性炭吸附剂 活性炭吸附剂一般利用其具有的丰富的微孔结构、较高的比表面积，因此具有很强的吸附力，广泛应用于水处理脱色、除臭以及有机物去除等方面。活性炭吸附剂吸附有机物的
根据废水中氨氮浓度的不同，可将废水分为3类：高浓度氨氮废水（NH3-N>500mg/l）,中等浓度氨氮废水（NH3-N：50-500mg/l），低浓度氨氮废水（NH3-N<50mg/l）。然而高浓度的氨氮废水对微生物的活性有抑制作用，制约了生化法对其的处理应用和效果，同时会降低生化系统对有机污染物的降解效率，从而导致处理出水难以达到要求。 故本工程的关键之一在于氨氮的去除，去除氨氮的主要方法有：物理法、化学法、生物法。 物理法含反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术；化学法含离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术；生物法含藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术 目前比较实用的方法有：折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法。1．折点氯化法去除氨氮 折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低，氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。处理氨氮废水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯气。pH值在6～7时为最佳反应区间，接触时间为0.5～2小时。 折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化，以去除水中残留的氯。1mg残留氯大约需要0.9～1.0mg的二氧化硫。在反氯化时会产生氢离子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右（以CaCO3计）。折点氯化法除氨机理如下： Cl2+H2O→HOCl+H++Cl－NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl－NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl- 折点氯化法最突出的优点是可通过正确控制加氯量和对流量进行均化，使废水中全部氨氮降为零，同时使废水达到消毒的目的。对于氨氮浓度低（小于50mg/L）的废水来说，用这种方法较为经济。为了克服单独采用折点加氯法处理氨氮废水需要大量加氯的缺点，常将此法与生物硝化连用，先硝化再除微量残留氨氮。氯化法的处理率达90%～100%，处理效果稳定，不受水温影响，在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少，但运行费用高，副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染，氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。
含有机物废水处理: .何谓挥发性有机物, 半挥发物和几乎不 挥发 既然所处理的水称之为废水，则其中有机物浓度不很高，比如重量百分比小于10%，小于5%，小于2%，或小于1%。所以这些废水可称之为有机物稀水溶液。则有机物废水处理也可视为有机物稀水溶液分离。 一. 挥发性有机物 鉴于很多分离技术主要利用有机物的挥发性来分离, 我们可以用有机物稀水溶液中有机物对水的相对挥发度来衡量. 狭义地讲, 在有机物浓度从0到2%的全范围内有机物/水的相对挥发度大于2的有机物, 我们称之为挥发性有机物。 为什么要强调从0到2%的范围内, 因为恰恰有些有机物在这个浓度范围内与水形成共沸物 (相对挥发度随浓度升高而变得小于1) 。强调有机物/水的相对挥发度大于2 是因为相对挥发度越打越容易用精馏/吹脱原理分开。 虽然有些化合物的纯物质饱和蒸汽压远小于同样温度下水的蒸汽压, 但是在低浓度下,亨利定律起作用。或者讲,这些有机物特别是非极性有机物在稀水溶液中的活度系数很大, 大到几十,几百,几千,甚至几万。这样, 有机物/水的相对挥发度挥发度大于1。
按这个狭义定义, 属于挥发性有机物的有: 1.几乎所有9个碳以下的烃; 2.几乎所有8个碳以下5个卤素原子以下的卤代烃（脂肪族和芳 香族）; 3.几乎所有6个碳以下的(一元)醇; 4.几乎所有8个碳以下的(一元)醚; 5.除甲醛外的所有7个碳以下的(一元)醛和酮; 6.几乎所有8个碳以下的(羧酸的)酯; 7.几乎所有6个碳以下的腈类(RCN), 如乙腈, 丙腈, 丙烯腈等; 8.几乎所有8个碳以下的(一元)脂肪族胺类(包括含氮环类化合 物); 9.6个碳以下的脂肪族单硝基取代物; 10.芳香族单硝基取代物; 11.芳香族单卤单硝基取代物, 例如1-氯-2-硝基苯, 1-氯-3-硝 基苯, 1-氯-4-硝基苯; 12.芳香族二卤单硝基取代物; 例如1,4-二氯-4-硝基苯, 1,2-二 氯-2-硝基苯; 13.二甲基酚类, 乙基酚; 14.某些卤代酚, 如2-氯酚, 2,4-二氯酚, 2,4,6-三氯酚; 15. 2-硝基酚, 1-氯-2-硝基酚;
水处理技术:生物或人类活动能产生很多的有机物污染对自然界产生影响，如农药PCB，洗涤剂TDE，医药残留物(pharmaceuticals),或内分泌紊乱化学品(EDC)、消毒副产物(DBP)、藻毒素、等等。虽然其中很多可能在现有的废水处理厂被去除，但排放到或已存在于自然水体的这些污染物仍可能对环境及未来对环境的使用产生负面影响。所以，有必要对这些物质在环境中的自然去除机理程度。此外，对自然机理的理解也能够促进人类对这些机理的有针对性使用，具有仿生学的重要意义。 吸附(adsorption)： 吸附机理发生在有机物与水体内部或底部固体颗粒之间，在达到饱和之后，有机物将随固体颗粒的沉降被水体截留。决定该部分最重要的影响因素是有机物分离系数(Koc) 和水体颗粒的浓度。系数越大，水体可吸附颗粒越多，有机物被吸附的可能越大。在地表水体中，颗粒成分一般不超过10g/L，多数有机物的Koc 在10-3以下，所以有机物在地表水中被吸附的量一般不会超过10%。其影响力可以忽略不计。但在地下水，可吸附土壤超过1000g/L，停留时间超出百倍，故大多数有机物都能被地下含水层截留。 生物降解(biodegradation)： 可分为有氧和无氧两种。前者一般存在于浅层地表水中，而后者多为地下中。由于微生物的无处不在，生物降解几乎发生在任何地方。它对有机物的去除速度受众多因素的影响，包括物理因素(如温度、阳光)、化学因素(如营养物的存在，氧气)，生物因素(如微生物的种类、数目、驯化程度)，等等。对此机理比较抗拒的有机物多为农药(如666)，洗涤剂(TDE)等含氯程度比较高的物质。 气提(volatilization)： 其主要影响因素有自身因素如亨利常数、在水中的扩散系数，也受水文因素(流动速度、搅拌程度)，温度、及空气流动速度等因素的影响。这些因素的数值越大，一般就越容易被气提。所以，气提在自然界中主要存在于快速流动、搅动剧烈的水体中，如山泉、瀑布等。此外，以离子状态存在的有机物(如有机酸)有很强的亲水性能，也不容易被气提。所以有机物的酸碱分离常数pKa 也常常是鉴别有机物是否能被气提的标记。 水解(hydrolysis)：
水中氨氮的去除方法 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
水中氨氮的去除方法 废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处理把大多数有机氮转化为氨，然后可进一步转化为硝酸盐。 水中氨氮的去除方法有多种，但目前常见的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择性交换吸附、空气吹脱及折点氯化等。 下面我们详细介绍一下这几种水中氨氮的去除方法： 一、生物硝化与反硝化(生物陈氮法) (一) 生物硝化在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。生物硝化的反应过程为： 由上式可知：(1)在硝化过程中，1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧；(2)硝化过程中释放出H+，将消耗废水中的碱度，每氧化lg氨氮，将消耗碱度(以CaCO3计) 。 影响硝化过程的主要因素有：(1)pH值当pH值为～时(20℃)，硝化作用速度最快。由于硝化过程中pH将下降，当碱度不足时，即需投加石灰，维持pH值在以上；(2)温度温度高时，硝化速度快。亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃，在15℃以下其活性急剧降低，故水温以不低于15℃为宜；(3)污泥停留时间硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为＝～(温度20℃，～。为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间必须大于硝化菌的最小世代时间。在实际运行中，一般应取＞2 ,或＞2 ； (4)溶解氧氧是生物硝化作用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反
应的进行。一般，在活性污泥法曝气池中进行硝化，溶解氧应保持在2～3mg/L以上；(5)BOD负荷硝化菌是一类自养型菌，而BOD氧化菌是异养型菌。若BOD5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，从而佼白养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化，BOD5负荷应维持在(BOD5)/kg(SS).d以下。 (二) 生物反硝化在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用，将NO2--N和NO3--N还原成N2的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体(氢供体)是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇作碳源为例，其反应式为： 6NO3-十2CH3OH→6NO2-十2CO2十4H2O 6NO2-十 3CH3OH→3N2十3CO2十3H2O十60H- 由上可见，在生物反硝化过程中，不仅可使NO3--N、NO2--N被还原，而且还可位有机物氧化分解。 影响反硝化的主要因素：(1)温度温度对反硝化的影响比对其它废水生物处理过程要大些。一般，以维持20～40℃为宜。苦在气温过低的冬季，可采取增加污泥停留时间、降低负荷等措施，以保持良好的反硝化效果；(2)pH值反硝化过程的pH值控制在～；(3)溶解氧 氧对反硝化脱氮有抑制作用。一般在反硝化反应器内溶解氧应控制在L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法)；(4)有机碳源当废水中含足够的有机碳源，BOD5/TN＞(3～5)时，可无需外加碳源。当废水所含的碳、氮比低于这个比值时，就需另外投加有机碳。外加有机碳多采用甲醇。考虑到甲醇对溶解氧的额外消耗，甲醇投量一般为NO3--N的3倍。
水质氨氮检测方法及操作步骤 氨氮 氨氮(NH3-N)以游离氨(NH3)或铵盐(NH4+)形式存在于水中，两者的组成比取决于水的pH值。当pH值偏高时，游离氨的比例较高。反之，则铵盐的比例为高。 水中氨氮的来源主要为生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物，某些工业废水，如焦化废水和合成氨化肥厂废水等，以及农田排水。此外，在无氧环境中，水中存在的亚硝酸盐亦可受微生物作用，还原为氨。在有氧环境中，水中氨亦可转变为亚硝酸盐、甚至继续转变为硝酸盐。 测定水中各种形态的氮化合物，有助于评价水体被污染和“自净”状况。 氨氮含量较高时，对鱼类则可呈现毒害作用。 1.方法的选择 氨氮检测方法，通常有纳氏比色法、苯酚-次氯酸盐(或水酸-次氯酸盐)比色法和电极法等。纳氏试剂比色法具操作简便、灵敏等特点，水中钙、镁和铁等金属离子、硫化物、醛和酮类、颜色，以及浑浊等干扰测定，需做相应的预处理，苯酚-次氯酸盐比色法具灵敏、稳定等优点，干扰情况和消除方法同纳氏试剂比色法。电极法通常不需要对水样进行预处理和具测量围宽等优点。氨氮含量较高时，尚可采用蒸馏﹣酸滴定法。 2.水样的保存 水样采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶，并应尽快分析，必要时可加硫酸将水样酸化至pH<2，于2—5℃下存放。酸化样品应注意防止吸收空气中的氮而遭致污染。 预处理 水样带色或浑浊以及含其它一些干扰物质，影响氨氮的测定。为此，在分析时需做适当的预处理。对较清洁的水，可采用絮凝沉淀法，对污染严重的水或工业废水，则以蒸馏法使之消除干扰。 (一)絮凝沉淀法 概述 加适量的硫酸锌于水样中，并加氢氧化钠使呈碱性，生成氢氧化锌沉淀，再经过滤去除颜色和浑浊等。 仪器 100ml具塞量筒或比色管。 试剂
2.化学沉淀(MAP) 法 在一定的pH条件下,水中的Mg2+ 、HPO43- 和NH4+可以生成磷酸铵镁沉淀,而使铵离子从水中分离出来。 影响沉淀效果的因素有沉淀剂种类及配比、pH值、废水中的初始氨的浓度、干扰组分等。 有研究表明沉淀法去除废水中氨氮的pH值为10.0 ,物质的量之比Mg∶N= 1.2、P：N = 1. 02 时沉淀效果最好,氨氮去除率达到90 %。 赵庆良等[ ]研究表明,MgCl2 ?6H2O 和Na2HPO4?12H2O 组合沉淀剂优于MgO 和H3PO4 组合,垃圾渗滤液中的氨氮质量浓度可由5618 mg/ L 降低到65 mg/ L。 李芙蓉等采用氧化镁和磷酸作为沉淀剂去除煤气洗涤循环水中高浓度的氨氮,效果良好。 李才辉等对MAP法处理氨氮废水的工艺进行优化,研究表明氨氮的去除率随着反应时间的增加而增加,随着Mg∶N 比值的增加而增加。 刘小澜探讨了不同操作条件对氨氮去除率的影响,在pH值为8.5-9. 5 的条件下,投加的药剂Mg2+：NH4+ ∶PO43- (摩尔比)为1. 4∶1∶0. 8 时,废水氨氮的去除率达99 %以上,出水氨氮的质量浓度由2 g/ L 降至15 mg/ L。 国外对用化学沉淀法去除废水中的氨氮也有较多研究。 Stratful等详细研究了影响磷酸铵镁沉淀及晶体生长的因素,得出
4点结论: （1）过量的铵离子对形成磷酸铵镁沉淀有利; （2）镁离子可能是形成磷酸铵镁沉淀的限制因素; （3）如果要想从废水中回收磷酸铵镁,需要得到比较大的晶体颗粒,则至少需要3 h 的结晶时间; （4）沉淀的pH 值应大于8. 5。 Battistoni 等进行了用化学沉淀法从废水厌氧消化后的上清液中同时回收氮和磷的研究。废水厌氧消化过程中,有机物中的氮和磷被微生物分解为无机的磷酸盐和氨氮,添加MgO 可以生成磷酸铵镁沉淀可回收磷和氮。 Lind 等则进行了用磷酸铵镁沉淀法从人的尿液中回收营养物质的研究,可以回收65. 0 % -80. 0 %的氮。 化学沉淀法的最大优点是可以回收废水中的氨,所生成的沉淀可以作为复合肥而利用。存在的主要问题是沉淀剂的用量较大,需要对废水的pH 进行调整,另外有时生成的沉淀颗粒细小或是絮状体,工业中固液分离有一定困难。 (二) 生物脱氮法 1. 传统硝化反硝化 传统硝化反硝化工艺脱氮处理过程包括硝化和反硝化两个阶段。在将有机氮转化为氨氮的基础上,硝化阶段是将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐氮或硝酸盐氮的过程;反硝化阶段是将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成氮气的过程。只有当废水中的氮以亚硝酸盐氮
饮用水中半挥发性有机物气相色谱质谱法测 定 生活饮用水及饮水水源往往受到工业废水、农药和日用化学品等各种有机物的污染，其中有机磷农药、有机氯农药、多环芳烃、多氯联苯以及邻苯二甲酸酯类等半挥发性有机物严重危害人体健康。测定这些化合物常用的方法是将它们分类，液液萃取浓缩后，选用不同气相色谱的检测器分别测定，不仅费时费力，而且存在有机溶剂用量大、样品处理复杂等问题。本文建立了固相萃取技术与气质联用(GC/MS)的方法，同时测定水中100多种半挥发性有机物，不仅准确度高，而且还具有操作简单、效率高、溶剂使用少等优点。 1 材料与方法 1 1 主要试剂标准物质(美国AccuStandard公司)，包括有机磷农药、有机氯农药、多环芳烃、多氯联苯、邻苯二甲酸酯类等化合物。标准物质编号分别为：M507A，M507B，M507C，M507D，M507E，M507F R2，M52515X，M5254R X，EPA525 Update phthalate Esters Mix,EPA 505/525 Update pesticides Mix B,共计109种化合物，各化合物的浓度为1000μg/ml。内标M5252IS含3种化合物，分别是十氚代二氢苊(Acenaphthene d10)，十二氚代屈(Chrysene d12)和十氚代菲(Phenanthrene d10)。系统性能校准物质M5252TS包含十氟三苯基膦(DFTPP)、艾氏剂和4，4′DDT3种化合物。标准标记物M5252SS包含1，3二甲基2硝基苯、艹北d10和三苯基
膦3种化合物。 1 2 标准样品配制 12 1 内标及标准标记物溶液用乙酸乙酯将浓度为50μg/ml的二氢苊d10和氚代屈d12的内标标准溶液稀释10倍，配成浓度为500μg/ml内标工作液。用同样的方法配制标准标记物溶液。内标及标准标记物溶液放于安瓿中4℃保存。 12 2 GC/MS性能校准溶液用二氯甲烷将浓度为500μg/ml的十氟三苯基膦(DFTPP)、艾氏剂、4，4′DDT配制浓度为50μg/ml的仪器性能校准溶液，放于安瓿中4℃保存。 12 3 标准系统用乙酸乙酯将标准溶液配制成浓度为000，0050，010，050，10，20μg/ml标准系列溶液，加入内标溶液，使内标物质的浓度为20μg/ml。 1 3 仪器及条件 13 1 仪器 Trace GC Ultra Polaris Q离子阱气相色谱质谱仪(美国Thermo Finnigan公司)；Xcalibur质谱数据工作站；固相萃取装置：Supelco VISIDRY；固相萃取柱：Supelco ENVI18(6ml,05g)；N EVAP型氮吹仪；Scientific Industries 涡流振荡器。 13 2 色谱条件色谱柱：DB 5 MS型毛细色谱柱，30m×250μm×025μm；载气(氦气)：10ml/min,恒流；气化室温度：280℃，无分流方式。柱温：起始温度45℃保持1min，以30℃/min 升温至130℃，保持3min，再以12℃/min升到180℃；再以7℃/min
水中有机物的去除方法 Revised by Chen Zhen in 2021
水中有机物的去除方法 学校: 漳州师范学院 系别：化学与环境科学系 班级：09环科一班 学号：0 姓名:钟燕平 摘要：介绍有机物的来源分类，有机物的组成及性质，并提出除去水中有机物的几种常用方法。 关键词: 有机物 随着工业发展，有机物造成饮用水水质恶化已成为当前水处理行业中的一大焦点。中国大多数饮用水水源普遍受到有机污染物的污染成为微污染源水，使用常规的水处理工艺已经不易有效地去除有机污染物，随着水质标准的提高和水源污染的加剧，针对各常规处理工艺的不足近些年来，针对有机物污染开发出许多工艺，例如预氧化工艺、活性炭吸附工艺、臭氧－生物活性炭工艺、生物预氧化技术等。 一．有机物的组成及性质 天然有机物（Natural organic matter，NOM）主要是指动植物在自然循环过程中经腐败分解所产生的一类大分子有机物，是天然水体中有机物的主要组成成分。主要包括腐殖质、微生物分泌物、溶解的动物组织等，其中以腐殖质为主，占 NOM 的 50%～90% [1]。如来自植物腐败分解产生的腐殖酸、富里酸，都是腐殖质的主要成分。NOM 是水体色度和臭
味产生的主要原因。同时，NOM 还参与水体中重金属离子的迁移、转化，影响颗粒沉降性，增强其迁移能力[2]；与水中疏水性污染物发生吸附反应，增强水处理难度，增加水处理中絮凝剂和消毒剂的使用量。尤其是在饮用水的处理中，NOM 可与氯反应生成三氯甲烷（THMs）、卤乙酸（HAAs）等致癌、致畸物，是氯消毒副产物（DBPs）的主要前驱物[3-5]，直接影响人类健康。 腐殖酸类物质有如下电化学性质： （1）胶体性质，腐植酸有可以游离出的官能团—COOH，—OH，显电负性。 （2）亲水性，其亲水性取决于缩合程度。 （3）具有巨大的表面积（330~340㎡/g）和表面能：由于具有能疏松的“海绵状”结构。 （4）在氧化剂作用下可被氧化分解。 另外由于腐植酸中含有若干含氧功能团，使得腐植酸具有各种胶体性质如表面吸附，离子交换，络合作用，缓冲性能及氧化还原特性。 我们可以根据腐植酸的特性设计多种去除腐植酸的方法，从而达到去除天然水中有机物保证锅炉补给水水质的目的。 二、有机物的去除方法 1、吸附法去除水中天然有机物[6] 活性炭吸附剂
氨氮去除剂次氯酸钠 随着废水排放标准的日益提高，去除废水中残留氨氮的要求越来越高。在各种去除氨氮的物化方法中。折点加氯法因为简单易行备受关注。与传统的氯系氧化剂液氯相比，次氯酸钠(NaCl0)不仅使用安全无氯气外泄的危险。而且可进一步减少消毒副产物(DBPs)的产生，因此用于氨氮的去除是较合适的氯化氧化剂。施光明等用NaCl0降低ADC发泡剂废水中的氨氮，弥补了在碱性条件下吹脱除氮的不足。 次氯酸钠折点氯化法主要优点是可通过正确控制加氯量和对流量进行均化，使废水中全部氨氮降为零，同时使废水达到消毒的目的。对于氨氮浓度低(小于50mg/L)的废水来说，用这种方法较为经济。 目前污水处理主要措施是次氯酸钠折点氯化法，主要形式是将氯气或次氯酸 钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量较低，氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。处理氨氮污水所需的实际氯气量取决于温度和pH值及氨氮浓度。 COD剂氨氮去除剂去磷剂除臭剂管道清洗除臭剂
氧化每克氨氮需要9至10mg氯气。pH值在6至7时为较佳反应区间，接触时间为0.5至2小时。折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化，以去除水中残留的氯。1mg残留氯大约需要0.9至1.0mg的二氧化硫。在反氯化时会产生氢离子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右。 为了克服单独采用折点加氯法处理氨氮废水需要大量加氯的缺点，常将此法与生物硝化连用，先硝化再除微量残留氨氮。氯化法的处理率达0.9-1，处理效果稳定，不受水温影响，在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少，但运行费用高，副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染，氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。 南京永禾环保工程有限公司是以承接水处理工程项目为主，并开发经营水处理相关产品，为用户提供综合技术服务的高科技工程公司。环境工程行业中颇具发展，公司实力雄厚，现有从事化工、水处理、环境工程专业和土建、电器、自动控制等专业的高中级工程技术人员20余人。 技术可广泛应用于锅炉水处理、电子、医药、饮料行业的纯水制备：苦碱水、海水淡化以及浓水提取、分离等各个领域。优秀的设计，成熟的技术，优秀的人才，设计、制造、检测等方面有强劲的实力。实业是基础，锐意进取;技术是向导，勇攀高峰。本公司将以不懈的努力，精益求精，以更优秀技术和产品服务与用户。 COD剂氨氮去除剂去磷剂除臭剂管道清洗除臭剂
水中低浓度氨氮去除方法 1 引言 随着人类工业、生活污水的排放, 加之农业面源污染, 导致地表水氨氮污染严重.过量的氨氮会引起水体富营养化, 使藻类大量增殖, 对水体生态平衡和人类健康产生了严重的危害(姜瑞等, 2013).因此, 迫切需要寻找一种安全、高效又经济的低浓度氨氮污染水体的去除技术. 目前, 低浓度氨氮(≤50 mg2L-1)废水的处理方法主要有：折点加氯法、沉淀法、离子交换法等(姜瑞等2013;刘莉峰等, 2014).近年来, 半导体光催化技术因具有耐腐蚀、无毒、稳定性高、绿色环保、高效低耗能等优点(靳立民等, 2004; Hu et al., 2006), 在氨氮废水的治理中被逐渐应用(焦宏涛, 2008).其中, 以TiO2为催化剂处理氨氮废水的研究报道相对较多, 通过掺杂和负载处理, TiO2系列催化剂对氨氮的去除率大约在41%~90%之间.ZnO 作为一种廉价的光催化剂, 有关其处理氨氮废水的报道较少.研究发现, 纳米ZnO具有高光敏性、低毒性、良好的光学性能和化学稳定性, 在氨氮废水的去除方面有潜在的应用价值.但纳米ZnO应用于水处理时, 仍存在许多不足, 如在水中易团聚, 分散性差; 光催化结束后只能离心分离, 难以重复利用和实际应用. 通过引入聚合物, 形成ZnO纳米粒子/聚合物复合材料, 将聚合物作为纳米粒子载体, 利用聚合物分子链之间的排斥作用可有效防止纳米粒子的团聚, 能很好地解决上述不足, 并且已见文献报道(Iknur et al., 2015; Farzana et al., 2014).研究发现, 将纳米ZnO 分散于聚合物基质, 所得复合材料兼具纳米ZnO光催化性能和聚合物的延展性等优点(Antonio Carmona et al., 2015).在众多聚合物中, 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为一种无毒环保的热塑型材料, 耐碱、耐烯酸、化学稳定性良好, 且兼具质轻、价廉、易于成型等优点.PMMA能够透过73.5%的紫外光, 与纳米ZnO结合能够提高纳米ZnO的分散性和光学性能; 而且以PMMA大颗粒微球作为载体, 可使原本需经过离心才可分离回收的纳米ZnO可通过简单的过滤即可得到, 解决了催化剂回收难的问题. 因此, 本文通过水热法制备纳米ZnO, 并采用热粘固法负载于PMMA微球表面, 制备纳米ZnO-PMMA复合材料, 研究复合材料对水中低浓度氨氮的去除性能, 探讨此复合材料对氨氮去除的机制, 以期为纳米ZnO聚合物复合材料的制备和应用提供参考. 2 材料和方法 2.1 实验材料 六水合硝酸锌(化学纯)购自阿拉丁试剂(上海)有限公司; 聚甲基丙烯酸甲酯、羧甲基纤维素钠(CMC)均为化学纯, 购自国药集团化学试剂有限公司; 无水乙醇.氯化铵、氢氧化钠及盐酸均为分析纯, 购自南京化学试剂有限公司; 配制溶液和清洗仪器均采用去离子水. 2.2 ZnO-PMMA催化剂制备
给水处理工程中去除有机物的方法 【摘要】随着社会经济的快速发展，人们的生活质量水平普遍提高，人们对自身生活用水的质量提出了更高的要求。因此给水处理工程中有机物的去除问题成为了水处理学术界的研究热点，由于给水处理工程中去除有机物的结果直接影响到水的质量，因此水处理工作者在深入研究和工程实践后，总结出一些给给水工程中去除有机物的方法，希望对这一领域的问题起到帮助。 【关键词】给水处理；有机物；去除 水资源一直是人类赖以生存的必需品，我们每天都要用水来补充身体能源，但随着工业化城市的发展，加剧了水质的污染程度，从而影响了人类的生活质量水平，因此，给水处理工程中去除有机物这一问题尤为重要，本文具体讲述了给水处理工程中有机物去除的意义和方法，从而更好的改善水质问题。 一、给水处理工程中去除有机物的意义 水质污染的因素有很多，但危害水质最严重的污染物是有机物。水体中的污染物有的是水体自身携带的，也有工农业生产或人类日常生活排放的有机物，经过一系列化学作用的变化，导致这些有机物成为水体中的有害物质。从而影响饮用者的身心健康和给水处理设备的使用，因此，国内外水处理工作者在对给水处理工程中有机会去除这一问题进行了深刻的研究摸索，发现了许多解决的方法和材料，并逐渐在市场中应用，相信在不断的完善摸索下，给水工程中有机物去除问题将会得以解决，从而提高水质质量，使工农业和饮用者都可以放心使用。 二、给水处理工程中去除有机物的方法 1、混凝处理 一般水体中有机物的形态主要分为：悬浮态、胶态和溶解态这三种形态。通过水的预处理，使水体中所含的有机物进入到处理设备中，从而提高水中有机物的去除率，因此，在预处理阶段，有机物的去除主要依靠混凝澄清，因为混凝澄清对悬浮态和胶态的有机会去除率较高，从而达到很好的有机物去除效果。而不同的水体中含有的有机物形态分布也不同，混凝澄清并完全去除水中的有机物，因此国内外水处理者也筛选并应用新型水处理药剂来去除水中的有机物，得到的效果却不理想。但是，近几年随着水处理学者的不断研究，混凝处理方法也在不断完善中，加强其防腐措施，并逐渐应用到实际生活中，从而到达了较高的有机会去除率，使水质得到了大大的改善。 2、吸附处理 活性炭作为吸附处理的代表，一直是去除水中有机物的有效方法，由于其原料多，表面积大，对于农药及其他有机会去除率较高，从而被普遍应用。通过研
水中氨氮的去除方法综 述 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
水中氨氮的去除方法综述 引言 氮在废水中以分子态氮、有机态氮、氨态氮、硝态氮、亚硝态氮以及硫氰化物和氰化物等多种形式存在,而氨氮是最主要的存在形式之一。氨氮存在于许多工业废水中,氨氮排入水体,特别是流动较缓慢的湖泊、海湾,容易引起水中藻类及其他微生物大量繁殖,形成富营养化污染,除了会使自来水处理厂运行困难,造成饮用水的异味外,严重时会使水中溶解氧下降,鱼类大量死亡,甚至会导致湖泊的干涸灭亡[1]。 2007年太湖爆发的蓝藻污染就是典型的氨氮污染事件。2007年5月16日，梅梁湖水质变黑；22日，小湾里水厂停止供水；25日，贡湖水厂水质尚满足供水要求；28日，贡湖水厂水源地水质严重恶化，水源恶臭，水质发黑，溶解氧下降到0毫克每升，氨氮指标上升到5毫克每升，居民自来水臭味严重。氨氮还使给水消毒和工业循环水杀菌处理过程增大了用氯量;对某些金属,特别是对铜具有腐蚀性;当污水回用时,再生水中氨氮可以促进输水管道和用水设备中微生物的繁殖,形成生物垢,堵塞管道和用水设备,并影响换热效率[2]。 氨氮去除方法 生物法去除氨氮是在指废水中的氨氮在各种微生物的作用下，通过硝化和反硝化等一系列反应，最终形成氮气，从而达到去除氨氮的目的。生物法脱氮的工艺有很多种，但是机理基本相同。都需要经过硝化和反硝化两个阶段。硝化反应是在好氧条件下通过好氧硝化菌的作用将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐，包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应。由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。亚硝酸菌和硝酸菌都是自养菌，它们利用废水中的碳源，通过与NH3-N的氧化还原反应获得能量。反应方程式如下：亚硝化：2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+ 硝化 : 2NO2- +O2→2NO3- 硝化菌的适宜pH值为～，最佳温度为35℃，温度对硝化菌的影响很大，温度下降10℃，硝化速度下降一半；DO浓度：2～3mg/L；BOD5负荷：；泥龄在3～5天以上。在缺氧条件下，利用反硝化菌（脱氮菌）将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出由于兼性脱氮菌（反硝化菌）的作用，将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物（碳源）。以甲醇为碳源为例，其反应式为： 6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O 6NO2- +3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH- 反硝化菌的适宜pH值为～；最佳温度为30℃，当温度低于10℃时，反硝化速度明显下降，而当温度低至3℃时，反硝化作用将停止；DO 浓度＜L；BOD5/TN＞3～5。生物脱氮法可去除多种含氮化合物，总氮去除率可达70%～95%，二次污染小且比较经济，因此在国内外运用最多。其缺点是占地面积大，低温时效率低。常见的生物脱氮流程可以分为3类：⑴多级污泥系统多级污泥系统通常被称为传统的生物脱氮流程。此流程可以得到相当好的BOD5去除效果和脱氮效果，其缺点是流程长，构筑物多，基建费用高，需要外加碳源，运行费用高，出水中残留一定量甲醇；⑵单级污泥系统单级污泥系统的形式包括前置反硝化系统、后置反硝化系统及交替工作系统。前置反硝化的生物脱氮流程，通常称为A/O流程。与传统的生物脱氮工艺流程相比，该工
一种利用臭氧及树叶去除水中氨氮的方法 （一）技术领域 本发明涉及一种利用臭氧和树叶协同作用去除水中氨氮的方法。 尤其涉及到臭氧氧化技术和杨柳科树叶吸附的协同作用。 （二）背景技术 水体中的氨氮会造成湖泊和河流的富营养化，减少溶解氧浓度，并对水体中的鱼类等水生物产生毒害；同时氨氮也会腐蚀、堵塞管道和用水设备。很多国家对饮用水中的氨氮浓度都有严格限定，根据我 国2002年建设部I类水质标准，饮用水中氨氮的允许浓度为0.5mg/L。现有的技术中，对氨氮的去除方法主要有生物脱氮法、空气吹脱法、离子交换法、折点氯化法、催化湿式氧化法等。一般物化法处理水中氨氮的原理是通过吸附、吹脱、渗滤、化学沉淀等方法将水中的氨氮从污水中分离出来，从而使水中的氨氮含量降低到规定的范围。物理吸附需要利用沸石中的阳离子和废水中的NH3-N进行交 换以达到脱氮的目的，但应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题，利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的方法操作虽然方便，氨氮回收率 高，但研究表明运行中需加碱，加碱量与废水中氨氮浓度成正比，而且膜分离技术目前尚在研究阶段，并不是十分的成熟。MAP沉淀法（又称磷酸铵镁沉淀法）去除污水中氨氮目前应用的也比较广泛，但加药量和药剂成本均不容乐观。 中国专利CN101041503A提供了一种臭氧催化氧化强化去除水中氨氮的方法，该方法是通过在反应器中布置催化剂、控制臭氧和废水的接触时间以及催化剂和布满臭氧的废水的接触时间来实现的，而所采
用的催化剂为沸石或改性沸石、活性氧化铝、活性炭、硅藻土、硅胶或陶粒中一种或几种。但由于采用的催化剂吸附容量的关系，处理过程均需涉及催化剂的最终处置问题，费用较为昂贵。 （三）发明内容 本发明提供了一种利用臭氧方法去除废水中氨氮的新思路，众所周知，植物具有净化空气、土壤和水的功能，而植物树叶也同样具有这样的功能，本发明即采用了臭氧氧化和树叶吸附协同作用的技术方案，成功去除了实验水样中的氨氮。 本发明将所述的臭氧和树叶协同的技术方案用于处理水样中的氨氮，所述的协同反应的工艺条件具体按照如下进行：将取回的树叶自然干燥或在50 士2 C左右的温度下加热干燥4-6h,然后粉碎成40 目-100目的树叶粉末待用。将500mL含有500~2000mg/L、pH调到9.5-10.5的氨氮溶液加入臭氧反应器中。称取0.5-1.5g树叶粉末加入，然后通入臭氧，臭氧化氧气进气流量为0.167L/min~0.67L/min，臭氧投加量为10-80mgmin-1;反应进行到10min 后，氨氮的去除率为76%~92%。就单独臭氧化处理而言，对氨氮水溶液的处理效果并不明显，反应进行到10min 时，氨氮去除率仅为21%~42%。如单独采用树叶吸附，当投加量达到1.5g时，氨氮的去除率约为25%。以氨氮浓度为1200mg/L 为例，采用单独臭氧氧化，臭氧化氧气进气流量为0.541L/min,臭氧投加量为65mg-min-1时，反应到10min时氨氮去除率为37%，采用单独树叶吸附，当投加量达到 1.3g时，氨氮的去 除率为25%。而同样条件下采用臭氧和树叶同时作用，10min后氨氮的去除率为84%，效率比单独臭氧氧化和树叶吸附的总和还要高，可知这两种技术不仅具有协同效应，树叶的加入同时也给臭氧氧化起到
（半）挥发性有机物的测定复习试题 （吹脱捕集GC/MS 法） 一、填空题 1.有机物按物理性质可分为 、 和不挥发性有机物（NVOC ） 答：挥发性有机物（VOC ）；半挥发性有机物（SVOC ） 2.采集VOC 样品时，应将样品 地导入样品瓶中，尽量减少由于搅动引起的挥发性化合物 ，并避免将 引入采样瓶。 答：缓慢；逸出；空气泡。 3.吹脱捕集GC/MS 法测定水中挥发性有机物时，目标化合物的相对保留时间（RRT ）一定要 在 RRT 单位内。RRT= 。 答：0.06；目标化合物的保留时间；相关联的目标化合物的保留时间 4.半挥发性有机物（SVOC ）一般指沸点在 ℃，蒸气压在 mmHg 的有机化合物，这类有机物数量众多。 答：170～350；0.1～10-7。 5.连续校准实际是校准曲线的 ，其目的是评价仪器的 和 。 答：一个浓度点；灵敏度；反应液；80。 6. 内标法定量用于校正分析测试过程中的 （如进样量、温度漂移等）。内标物的性质在分析测试系统中与目标待测化合物 ，但又是样品中 的。 答：变化因素；相似；不会存在。 二、选择题 1.下列物质中， 属于挥发性有机物。 A 、多氯联苯； B 、卤代烃； C 、苯胺； D 、有机氯杀虫剂 答：B 2.下列物质中， 属于有机氯农药。 A 、敌敌畏； B 、乐果； C 、敌百虫； D 、狄氏剂 答：D （ ） （ ）
三、判断题 1. 采集VOC样品时，每20mL样品中加入1滴盐酸（1+1）使pH值＜4。（） 2. SVOC在大气中是以气态和气溶胶两种状态存在。（） 3.二氯甲烷对VOC的分析过程没有干扰。（） 4.所有样品都要达到室温时才能分析。（）答：⑴×⑵√⑶×⑷√ 四、问答题 1.吹脱捕集GC/MS测定水中挥发性有机物的方法原理是什么？ 答：以氦气为载气，通过吹脱管将水样中的挥发性有机物吹脱出来，进入气相中，并通过氦气带入捕集阱，待水样中的挥发性有机物全部吹脱出来并被捕集后，停止吹脱，迅速加热捕集阱，使捕集阱中的有机物逐步脱附出来，进入到气相-质谱联用仪中分离测定。 2.吹脱捕集GC/MS测定挥发性有机物时，怎样减小免高浓度样品会对低浓度样品产生记忆效应的影响？ 答：为减少记忆效应，在进样前应用空白试剂水清洗吹扫装置和注射器，无论何时，遇到一个高浓度样品时，随后要分析一个或更多空白样品，直至消除记忆效应（carryover）。3.质谱图上相对丰度的含义是什么？ 答：相对丰度是把原始质谱图上最强的离子峰定为基峰，并规定其相对峰度为100%。其它离子峰以对此基峰的相对百值表示。 4.GC-MS测定中，定性的依据是什么？ 答：用样品质谱与标准物质质谱相比较来鉴定一个待测物时必须满足两个标准： （1）样品组分和标准组分具有相同的GC相对保留时间（RRT）； （2）样品组分和标准组分的质谱相一致。 5.为什么GC-MS在水污染分析中得到广泛应用？ 答：（1）GC-MS能调查和鉴定水中许多有机物，并具有适当的灵敏度，其它方法不能与匹敌。 （2）通过使用单离子监测一类的专用技术，能发现极痕量的具体化合物。
工业废水去除氨氮的方法 根据废水中氨氮浓度的不同，可将废水分为3类：高浓度氨氮废水（NH3-N>500mg/l）,中等浓度氨氮废水（NH3-N：50-500mg/l），低浓度氨氮废水（NH3-N<50mg/l）。然而高浓度的氨氮废水对微生物的活性有抑制作用，制约了生化法对其的处理应用和效果，同时会降低生化系统对有机污染物的降解效率，从而导致处理出水难以达到要求。 故本工程的关键之一在于氨氮的去除，去除氨氮的主要方法有：物理法、化学法、生物法。物理法含反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术；化学法含离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术；生物法含藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术。目前比较实用的方法有：折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法。 1．折点氯化法去除氨氮 折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N 氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低，氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。处理氨氮废水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯气。pH值在6～7时为最佳反应区间，接触时间为0.5～2小时。
折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化，以去除水中残留的氯。1mg残留氯大约需要0.9～1.0mg 的二氧化硫。在反氯化时会产生氢离子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右（以CaCO3计）。折点氯化法除氨机理如下： Cl2+H2O→HClO+H++Cl－ NH4++HClO→NH2Cl+H++H2O NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl－ NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl－ 折点氯化法最突出的优点是可通过正确控制加氯量和对流量进 行均化，使废水中全部氨氮降为零，同时使废水达到消毒的目的。对于氨氮浓度低（小于50mg/L）的废水来说，用这种方法较为经济。为了克服单独采用折点加氯法处理氨氮废水需要大量加氯的缺点，常将此法与生物硝化连用，先硝化再除微量残留氨氮。氯化法的处理率达90%～100%，处理效果稳定，不受水温影响，在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少，但运行费用高，副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染，氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。 2．选择性离子交换化去除氨氮 离子交换是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。离子交换法选用对NH4+离子有很强选择性的沸石作为交换树脂，从而达到去除氨氮的目的。沸石具有对非离子氨的吸附作用和与离子
锅炉给水中有机物的危害和去除方法摘要：简单的介绍有机物的来源分类，分析水中有机物对热力设备和除盐系统的危害，并提出除去水中有机物的几种常用方法。 关键词：有机物混凝处理电厂补给水处理有机物危害 在火力发电厂水汽系统中有机物的危害问题已经引起人们越来越大的关注。而水中的有机物对热力设备和除盐系统的危害和有机物的去除方法也成为了人们研究的重点。 一、水中有机物的危害 1、水中有机物对热力设备的危害 有机物进入热力系统后,通过高温分解出低分子有机酸，如甲酸，乙酸等，造成炉水PH偏低，甚至酚酞碱度完全消失，PH偏低对炉水有很多危害。首先不利于炉内磷酸盐防垢处理，因为只有PH>0时才能形成以排除的水渣。 10Ca2+ +6PO43-+2OH-→Ca(OH)2(PO4)6 否则形成CaSiO4，CaSiO3等钙垢沉积物影响导热，若引起金属过热还会发生爆管。另外PH过低不仅会加剧炉内腐蚀，还会加剧二氧化硅的选择性携带和炉内有机物的挥发，造成蒸汽污染。危机汽轮机的安全运行，还会引起酸腐蚀问题。 2﹑水中有机物对除盐系统的危害 水中有机物对除盐系统的主要危害表现在使强碱阴离子交换树脂发生严重中毒，导致阴床和混床的出水水质变化。他包括物理和化学作用。 物理作用包括悬浮有机物的污染机理。有机物吸附在树脂表面覆盖一些离子交换功能基团。堵塞了所交换的离子向内部扩散，而一般再生过程又不会被OH-取代，使树脂交换容量下降。 化学作用主要是溶解有机物的污染。带负电的有机物由离子交换代入树脂微孔中用氢氧化钠再生时，生成有机物的钠盐，有机物的体积增大使它更难从树脂中分离。用反应式表示如下： RCOOH + NaOH→RCOONa + H2O 清洗时，它进行水解 RCOONa + H2O→RCOOH + NaOH 由于NaOH出现增加了出水电导率，延长了清洗时间。清洗水中的阴离子还会与树脂发生交换，从而又损耗了交换容量。 另外，当除盐水中有一定量有机物时，容易在冷却水系统尤其是连通管的出口处，滋生而行成黏糊状胶体，这些胶体物影响了发电机端子的绝缘强度，引起设备故障。 由于有机物对电厂的热力设备及除盐系统有严重危害，那么对它的去除是势