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臭氧-生物活性炭工艺对饮用水中邻苯二甲酸酯类的去除中试研究
作者:管理员    发布于:2017-12-22 09:11:04    文字:【】【】【

  臭氧-生物活性炭工艺对饮用水中邻苯二甲酸酯类的去除中试研究高旭1余仲勋1郭劲松1李怀茂1郭胜1王峰青2陆磊2扈庆2(1重庆大学三峡库区生态环境教育部重点。

  表14种邻苯二甲酸酯低检出限和检测精密度Table低检出限相对标准偏差2结果与讨论2.1臭氧生物活性炭工艺佳工艺参数探求2.1.1有效炭层高度研究根据中试装置水处理规模,以及参照水厂快滤池的流速,不投加臭氧,选择空床接触时间11min进行实验。不同炭层高度邻苯二甲酸酯去除情况见。

  不同炭层高度邻苯二甲酸酯去除率Fig.2Removalrateofphthalatesat 72、6.84、49.64和49.48.活性炭对小分子量的DMP及DBP去除效果良好,优于分子量较大的DEHP和DOP,在100cm炭层高度的时候,活性炭能去除60的PAEs,100cm炭柱之后去除率逐渐趋于平缓,可认为有效炭层高度为100cm;出水DEHP浓度为6.94弘g/L,低于饮用水卫生标准(GB5749-2006)中DEHP的8/g/L的限制。

  2.1.2空床接触时间研究固定臭氧投加量为4mg/L,臭氧接触时间为15min,选择不同的空床接触时间(6、9、12和15min),分别在臭氧进水、臭氧出水、活性炭出水3个地方取样检测。不同空床接触时间整个工艺段邻苯二甲酸酯去除情况见图四+DMP去除率+ DBP去除率+DEHP去除率+DOP去除率不同空床接触时间邻苯二甲酸酯去除率Fig.3Removalrateofphthalatesat随着空床接触时间的增加,DEHP和DOP出水浓度随之降低,DMP和DBP变化不明显,这是因为工艺对小分子的邻苯二甲酸酯去除效果较好,去除率都在95以上。在空床接触时间为9min的时候,PAEs指标已经能取得较好的去除效果。从处理水量来考虑,采用9min的空床接触时间,在此空床接触时间下,出水DMP、DBP、DEHP和DOP的去除率分别为99.51、98.02、67.51和65.11.综合常规指标与邻苯二甲酸酯的去除效果考虑,选择空床接触时间9min为较优的接触时间。

  2.1.3臭氧接触时间研究根据以上实验,选择了9min的空床接触时间,固定臭氧投加量为4mg/L,选择不同的臭氧接触时间(12、15和18min),分别在臭氧进水、臭氧出水、活性炭出水3个地方取样检测。不同臭氧接触时间臭氧段邻苯二甲酸酯去除情况见。

  臭氧接触时间(min)四+DMP去除率+ DBP去除率+ DEHP去除率"DOP去除率不同臭氧接触时间臭氧段邻苯二甲酸酯去除率Fig.4Removalrateofphthalatesat随着臭氧接触时间的增加,臭氧出水dmp、DBP、DEHP、DOP的去除率都呈现上升趋势。从中也可以看出,臭氧对低分子量的DMP与DBP,较高分子量的DEHP与DOP,去除率表现出相似的趋势。

  从出水来看,3个接触时间工艺的出水都能达到较好的效果。根据生活饮用水卫生标准(GB~2006)规定,臭氧接触时间应不低于12min;~15min之间;刘军等M的研究结果表明:臭氧-活性炭组合工艺去除PAEs比较合适的臭氧接触时间为15min.综合以上,选择15min为较优的臭氧接触时间,在此臭氧接触时间下,臭氧段DMP、DBP、DEHP和DOP的去除率分别为33.68、1.52、18. 2.1.4臭氧投加量研究根据以上试验,选择了9min的空床接触时间,15min的臭氧接触时间,选择不同的臭氧投加量(2、3、4和5mg/L),分别在臭氧进水、臭氧出水、活性炭出水3个地方取样检测。不同臭氧投加量臭氧段邻苯二甲酸酯去除情况见。

  臭氧投加量(mg/L)的+DMP去除率+DBP去除率+DEHP去除率~~DOP去除率不同臭氧投加量臭氧段邻苯二甲酸酯去除率Fig.5Removalrateofphthalatesat随着臭氧投加量的增加,臭氧出水dmp、dbp、DEHP、DOP的去除率都呈现上升趋势,从中也可以看出,臭氧对低分子量的DMP与DBP,较高分子量的DEHP与DOP,去除率表现出相似的趋势。

  从出水来看,3个臭氧投加量工艺的出水都能达到较好的效果。从经济上来看,2~3mg/L都可满足。综合以上,选择2~3mg/L为较优的臭氧投加量,在3mg/L臭氧投加量下,臭氧段DMP、DBP、DEHP和DOP的去除率分别为33. 2.1.5各工况出水PAEs情况汇总按照实验的顺序编制各工况终出水PAEs情况汇总表,见表2和。

  序号臭氧投加量C臭氧接触时间填料接触时间表2实验工况列表Table工况各工况出水PAEs情况汇总由可以看出,出水都低于饮用水卫生标足生产要求。

  综上,认为较优的工艺参数为:臭氧投加量3mg/L,接触时间15min,空床接触时间9min.在此工况下,能达到较好的处理效果,而且从成本上来看也相对较低。在此工况下,对DMP、DBP、DEHP和DOP的去除率分别为:97.6、93.4、53.8和臭氧生物活性炭工艺对邻苯二甲酸酯有良好的去除作用。可能是因为经过臭氧氧化之后,邻苯二甲酸酯多被氧化降解为邻苯二甲酸单酯类、邻苯二甲酸甚至小分子有机物(醛、酮、酸),而活性炭的多孔结构使得它能够很好地吸附不同分子量的邻苯二甲酸酯10.各单元对单种PAE去除规律如下:随着臭氧投加量增加,臭氧接触时间的增加,更多的PAE被分解成小分子有机物,从而更有利于活性炭的吸附,表现为工艺终出水PAEs浓度降低。臭氧对DMP、DBP的氧化去除率高于DOP与DE-HP,可能是因为DMP、DBP分子构型较DEHP、DOP简单,更容易被氧化分解。

  在臭氧柱出水后,活性炭单元对臭氧柱出水四种邻苯二甲酸酯的去除优先顺序为:DMPDBP>DEHPDOP.臭氧-生物活性炭工艺对不同分子量PAEs的去除表现出明显差异:对小分子量的PAEs去除率高于大分子量的PAEs. 2.2两点投加研究根据选出的优工况:臭氧投加量3mg/L,臭氧接触时间15min,填料空床接触时间9min,对臭氧投加量3mg/L分配成5个不同比例:10/0、7/3、5/5、3/7、0/10,研究吸附柱前后两点投加的去除情况。两点投加对邻苯二甲酸酯的去除情况见和33m1¥响宝1-俑稠idm-贼10/07/35/53/70/10炭柱前后投加3对邻苯二甲酸酯的去除Fig.(>褂投加比例炭柱前后投加3的邻苯二甲酸酯去除率变化根据和可以看出,鉴于活性炭良好的吸附作用,总出水水质都较好,DMP与DBP基本低于检测限,去除率超过95,DEHP与DOP大致在2 ~3网几,去除率在60~70附近。

  随着两点投加比例的不同,出水并未表现出较大差异,这是因为生物活性炭仍是臭氧生物活性炭工艺中去除PAEs的主要控制因素。

  3结论根据实验研究得出,100cm炭柱之后对PAEs去除率逐渐趋于平缓,可认为有效炭层高度为100cm.较优的工艺参数为:臭氧投加3mg/L左右,臭氧接触时间15min,活性炭空床接触时间9min.在此工况下,对DMP、DBP、DEHP和DOP的臭氧生物活性炭工艺对不同分子量PAEs的去除表现出明显差异:对小分子量的PAEs去除率高于大分子量的PAEs.从两点投加的结果比较来看,不同比例的臭氧投加对于邻苯二甲酸酯的去除并未表现出较大差异。DMP与DBP基本低于检测限,去除率超过95,去除率在60~70附近。

  所得到的中试结论可为工程设计提供

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