水中藻源型有机物与其他天然有机物的作用机制及其混凝去除研究

In our country, algal blooms occurred frequently. It serious influences the water safety of drinking water sources. Drinking water plants are facing a serious threat of water pollution. Understanding the impact of bloom on micro-polluted source water quality and leading the water treatment plant response in a right way is the current demand for drinking water safety situation. The research intends to build the system of comprehensive and efficient characterization of organic matter. The influence of allogeneic organic matters on the physical and chemical properties of natural organic matter and dissolved organic matter will be compared. The character change and the mechanism of the action will be revealed. The coagulation removal efficiency of organic matters in micro polluted source water will be investigated. Optimization condition will be determined. Based on the comparison of the organic matters’ character before and after coagulation, the coagulation mechanism of coagulation and the prediction methods of micro organic pollutant treatability will be concerned. The research of this project will provide theoretical and technical support for the optimization and evaluation of water treatment process.

我国水华频繁发生严重影响饮用水源的水质安全，饮用水厂也面临严峻挑战。了解水华对原水水质的影响及强化水厂的应对措施是当前安全饮用水保障形势的迫切需求。在建立全面、高效的有机物表征方法的基础上，本项目通过分析水中藻源型有机物对天然有机物的介入影响，研究水中的藻源型有机物和天然有机物的相互作用机制，揭示水中有机物物理化学性质的变化规律；进而对比水中藻源型有机物和天然有机物的优化去除效果，最终确定最佳混凝条件；通过对比混凝前后有机物性质的变化，探讨混凝的反应机理及微污染有机物的可去除性的预测方法。本项目的研究为优化和评估水处理工艺提供理论和技术支持。

本研究对藻源型有机物与水中其他有机物的作用机制及其混凝去除进行了研究，结果表明：将藻源型有机物（AOM）分级为粘附型胞外有机物（bEOM）和溶解型胞外有机物（dEOM），AOM中类腐殖酸和微生物代谢产物占总有机物含量的73%，而在bEOM中，类腐殖酸类物质仅占18%，蛋白类物质的含量比AOM和dEOM都高，dEOM中微生物代谢产物最高。腐殖酸中的化合物主要包含CHNO类、CHNOS类、CHO类和CHOS类，其中的不饱和基团比dEOM和bEOM多。而dEOM和bEOM中含有CHNO类的化合物较腐殖酸多，两者在化合物种类上并无显著区别。HA和bEOM体系存在有机物相互作用。对比三种混凝剂对不同有机物体系的混凝结果，HPAC和AlCl3更容易去除AOM中溶解性微生物代谢产物和腐殖酸类物质。Al13、AlCl3和HPAC对dEOM的混凝效果不佳。Al13和AlCl3在投药量为0.4mmol/L时对bEOM有较好的去除效果，而HPAC即使增加投药量也不能改善bEOM有机物的混凝效果。与去除bEOM不同，AlCl3在HA+bEOM体系中对类腐殖酸和类富里酸的部分难以去除，这说明该体系较HA体系有机物性质发生了变化，混凝去除的目标有机物发生了变化。Al13对HA+bEOM体系的去除效果最好，对该有机物体系中的溶解性微生物代谢产物、类腐殖酸、类富里酸都有较好的去除效果。