水体溶解性有机物(DOM)的分级表征与混凝去除机理
文献类型：学位论文
| 作者 | 魏群山 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 汤鸿霄 ; 王东升 |
| 关键词 | 天然水体 溶解性有机物 分级表征 混凝 消毒副产物 Natural water DOM Fractionation Coagulation THMFP |
| 其他题名 | Fractionation and characterization of dissolved organic matter from natural water and its removal by coagulation |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 中文摘要 | 水体 DOM 是微污染物潜在载体，是消毒副产物主要前驱物，自身又可成为 微污染物，研究其内在特性和去除机理有着重要理论意义和实际应用价值。本研 究在发展DOM 化学（树脂）、物理（分子量-超滤）分级理论基础上，提出并建 立了适合中国部分典型水体DOM 的快速、简便的分级表征方法，并给出了普适 性应用原理。为分级表征方法的常规化和相关数据库的建立进行了大量探索性分 析和应用研究，发现DOM 具有水质类型性分级特征，河流型水体DOM 中憎水 酸（HoA）和亲水物质（HiM）占主体，湖泊型水体各组分分布相对平均。一定 时间跨度内，DOM 化学分级特征较物理（分子量）分级特征更具稳定性，可根 据化学分级特征建立相关“指纹识别系统”和早期有机污染预警机制。两种方法 结合深度表征DOM 发现，DOM 化学、物理分级组分相互重叠，主要化学组分 HoA 在各分子量区间均有分布，其中相当部分处于小于1kDa 范围。 掌握有机物内在特征基础上进行混凝机理研究，克服了仅根据不同混凝剂形 态研究混凝机理的缺陷。实验表明，三种混凝剂（硫酸铝、氯化铁、PAC）在相 同pH 条件和相同混凝剂条件下，中国南北方不同水体DOM 具有不同的去除特 征。有机物、混凝剂、pH 三者相互影响，共同作用。中低投药（<0.2mmol/L）、 pH 7 附近条件下，北方水体DOM 含有较多中、大尺寸（>10kDa）荷电型腐殖 酸类物质（HoA），PAC 因含强电中和稳定形态及潜在纳米吸附效应显示出较盐 类絮凝剂更优的去除DOM效能；对南方水体，由于高含量的憎水中性物质（HoN） 和吸附作用的主导使得PAC 和盐类絮凝剂效能无明显区别。高投药下 (>0.2mmol/L)，铁盐投入南方低碱水后pH 下降明显，有机物发生质子-络合-憎水 化效应，并被铁的氢氧化物卷扫网捕去除，铁盐表现优异，而北方高碱水pH 稳 定，三混凝剂极限效能相近。 结合分级法深入研究混凝对DOM 去除机理，首先，直接实验证明有机物的化学性质在混凝中起主导作用，憎水性或潜在憎水性DOM 具可去除性；其次， 初步揭示憎水类有机物的混凝去除过程可归为二类：直接吸附去除（主要为HoN） 和络合-憎水化-吸附去除（主要为HoA）；再次，初步发现不同分子量HoA 的络 合-憎水化作用途径不同，具一定尺寸效应：a.小分子（<1kDa）的质子化-络合效 应；b.大分子(>10kDa)与混凝剂特定聚体形态的直接络合效应；c.纳米级分子 (1-10kDa)的潜在吸附去除效应。 对各工艺的研究发现，砂滤对有机物和THMFP 的降低十分有限，预臭氧、 混凝、主臭氧氧、活性碳是降低DOC 和THMFP 的重要工艺。预臭氧使有机物 小分子化和亲水化，往往使混凝工艺效能难以充分体现，主臭氧降低THMFP 明 显，活性碳工艺对DOM 各组分的去除具有一定的广谱性，但各工艺对亲水物质 （HiM）去除均十分有限，是终端出水DOC 和THMFP 存在的主要原因。 |
| 学科主题 | 水处理工程 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-06-01 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/267]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 魏群山. 水体溶解性有机物(DOM)的分级表征与混凝去除机理[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。