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如何去除污水中的有機物成分
作者：西安綠標 時間：2018-01-19 11:47:54
一、水中有機物的特性
溶解性大分子有機物 包括腐殖質、蛋白質和多糖類物質，在水中多呈線性結構。它們在水中多呈膠體狀態，有較強的憎水性，易吸附在固液界面，在混凝中易被去除。
被大分子有機物包圍的顆粒 原水中無機類膠體和懸浮物有黏土、金屬氧化物和氫化物、碳酸鹽、石棉纖維等。有機類膠體和懸浮物包括細菌、病毒、原生生物胞囊、藻類及其大分子有機物。在地表水中都是無機顆粒與有機物或有機體的復合體。由于有機物的存在會使膠粒Zeta電位增加使水中膠粒趨于穩定。
生物態顆粒有機物和油的乳濁液 天然水體中生物態顆粒有機物主要是一些微生物（藻類、細菌）及其尸體（細胞碎片），也可能有原生生物和后生生物。當水體受污染時水中也會出現油的乳濁液。水源水體PH值一般為6~8.這類有機顆粒帶負電。
二、各種有機物處理工藝去除有機物的效果
1.常規處理對不用分子量有機物的去除率 常規處理是指混凝、澄清過濾工藝。實際的生產運行是以出水的濁度為工藝的控制目標，混凝劑投加量低于燒杯試驗。濾后水濁度約5NTU以下。常規處理對非溶解性有機碳去除率為94%左右，對相對分子質量10000以上的溶解性有機碳去除80%左右，對相對分子質量1000~~10000有機碳只去除30%左右，低于1000的有機碳反而增加。因此常規處理對相對分子質量大于10000的有機物是十分有效的，對低于1000的有機物沒有去除效果，反而會引起增加。根據水源水中一般的有機物分子量特點，常規處理對有機碳去除基本在40%以下，一般為30%。簡而言之，常規處理去除的有機物主要為相對分子質量大于10000的部分，對低分子量有機物去除作用很小。因此如果希望提高給水處理中對有機物的去除效率，單純依靠常規處理是不可能實現的。
混凝去除有機物的機理主要有三個方面：①帶正電的金屬離子與帶負電的有機物膠體發生電中和而脫穩凝聚②金屬離子與溶解性有機物分子形成不溶性復合物而沉淀③有機物在礬花表面的物理化學吸附。有機物形態不同，其去除機理也不一樣。對于相對分子質量大于10000的有機物，其形態呈膠體狀態，主要靠機理①和③的作用去除，分子量愈大，憎水性愈強，愈易被吸附在礬花表面，去除率越高。對于相對分子質量在1000~10000的有機物，其形態可能處于膠體和真溶液之間，去除機理主要是脫穩凝聚、聚合沉淀和表面吸附的綜合作用，去除不徹底。常規處理工藝對CODmn的去除率一般為20%~30%。
2.活性炭對不同分子量有機物的去除作用 活性炭是具有弱極性的多孔性吸附劑，具有發達的細孔結構和巨大的比表面積，是目前微污染水源水深度處理最有效的手段，尤其去除水中的農藥、殺蟲劑、除草劑等微污染物質和臭味、消毒副產物等，是其他水處理單元工藝難于取代的。但活性炭對有機物的去除也受有機物特性的影響，主要是有機物的極性和分子大小的影響。同樣大小的有機物，溶解度愈大、親水性愈強，活性炭對其吸附性愈差，反之對溶解度小、親水性差、極性弱的有機物如苯類化合物、酚類化合物、石油和石油產品等具有較強的吸附能力，對合成染料、胺類物質及其他人工合成有機物有好的去除效果。
除了有機物極性以外，活性炭的孔徑特定也決定了活性炭對不同分子大小的有機物的去除效果?；钚蕴靠晌降挠袡C物的最大相對分子質量約為5000.大于5000的有機物由于空間位阻效應而難于進入活性炭的微孔，因而其吸附率較低?；钚蕴繉ο鄬Ψ肿淤|量500~3000的有機物有十分好的去除效果，對小于500和大于3000的有機物難以去除。綜上，活性炭主要吸附小分子量有機物特別是相對分子質量在500~3000的有機物。
3.生物處理技術對不同分子量有機物的去除 生物濾池對低分子量有機物有良好去除作用，對于相對分子質量大于10000的有機物沒有去除效果。
生物處理對有機物的去除機理主要有以下幾個方面：①微生物對小分子有機物的降解；②微生物胞外酶對大分子有機物的分解作用③生物吸附絮凝作用。
4.強化常規處理工藝 如投加高錳酸鉀，投加粉末活性炭，強化混凝，強化過濾，對CODmn去除率可提高30%~40%不等。
5.預臭氧-常規工藝 對CODmn去除效果較好，一般為35%~40%，對氨氮的去除也有較好的效果。
6.臭氧活性炭工藝 對去除率為40%~50%，對氨氮的去除率為70%~90%。
7.常規工藝后增加臭氧-活性炭或者只有活性炭 對CODmn的總去除率為60%左右，對氨氮去除率大于90%。
8.生物預處理或化學預氧化-常規工藝-臭氧-活性炭 對CODmn去除率為60%左右，對氨氮去除率大于90%。
9.預臭氧-生物預處理-常規工藝-臭氧-活性炭工藝 對去除率大于60%，可解決水源中有機物、氨氮和藻類的多重污染問題。
溶解性大分子有機物 包括腐殖質、蛋白質和多糖類物質，在水中多呈線性結構。它們在水中多呈膠體狀態，有較強的憎水性，易吸附在固液界面，在混凝中易被去除。
被大分子有機物包圍的顆粒 原水中無機類膠體和懸浮物有黏土、金屬氧化物和氫化物、碳酸鹽、石棉纖維等。有機類膠體和懸浮物包括細菌、病毒、原生生物胞囊、藻類及其大分子有機物。在地表水中都是無機顆粒與有機物或有機體的復合體。由于有機物的存在會使膠粒Zeta電位增加使水中膠粒趨于穩定。
生物態顆粒有機物和油的乳濁液 天然水體中生物態顆粒有機物主要是一些微生物（藻類、細菌）及其尸體（細胞碎片），也可能有原生生物和后生生物。當水體受污染時水中也會出現油的乳濁液。水源水體PH值一般為6~8.這類有機顆粒帶負電。
二、各種有機物處理工藝去除有機物的效果
1.常規處理對不用分子量有機物的去除率 常規處理是指混凝、澄清過濾工藝。實際的生產運行是以出水的濁度為工藝的控制目標，混凝劑投加量低于燒杯試驗。濾后水濁度約5NTU以下。常規處理對非溶解性有機碳去除率為94%左右，對相對分子質量10000以上的溶解性有機碳去除80%左右，對相對分子質量1000~~10000有機碳只去除30%左右，低于1000的有機碳反而增加。因此常規處理對相對分子質量大于10000的有機物是十分有效的，對低于1000的有機物沒有去除效果，反而會引起增加。根據水源水中一般的有機物分子量特點，常規處理對有機碳去除基本在40%以下，一般為30%。簡而言之，常規處理去除的有機物主要為相對分子質量大于10000的部分，對低分子量有機物去除作用很小。因此如果希望提高給水處理中對有機物的去除效率，單純依靠常規處理是不可能實現的。
混凝去除有機物的機理主要有三個方面：①帶正電的金屬離子與帶負電的有機物膠體發生電中和而脫穩凝聚②金屬離子與溶解性有機物分子形成不溶性復合物而沉淀③有機物在礬花表面的物理化學吸附。有機物形態不同，其去除機理也不一樣。對于相對分子質量大于10000的有機物，其形態呈膠體狀態，主要靠機理①和③的作用去除，分子量愈大，憎水性愈強，愈易被吸附在礬花表面，去除率越高。對于相對分子質量在1000~10000的有機物，其形態可能處于膠體和真溶液之間，去除機理主要是脫穩凝聚、聚合沉淀和表面吸附的綜合作用，去除不徹底。常規處理工藝對CODmn的去除率一般為20%~30%。
2.活性炭對不同分子量有機物的去除作用 活性炭是具有弱極性的多孔性吸附劑，具有發達的細孔結構和巨大的比表面積，是目前微污染水源水深度處理最有效的手段，尤其去除水中的農藥、殺蟲劑、除草劑等微污染物質和臭味、消毒副產物等，是其他水處理單元工藝難于取代的。但活性炭對有機物的去除也受有機物特性的影響，主要是有機物的極性和分子大小的影響。同樣大小的有機物，溶解度愈大、親水性愈強，活性炭對其吸附性愈差，反之對溶解度小、親水性差、極性弱的有機物如苯類化合物、酚類化合物、石油和石油產品等具有較強的吸附能力，對合成染料、胺類物質及其他人工合成有機物有好的去除效果。
除了有機物極性以外，活性炭的孔徑特定也決定了活性炭對不同分子大小的有機物的去除效果?；钚蕴靠晌降挠袡C物的最大相對分子質量約為5000.大于5000的有機物由于空間位阻效應而難于進入活性炭的微孔，因而其吸附率較低?；钚蕴繉ο鄬Ψ肿淤|量500~3000的有機物有十分好的去除效果，對小于500和大于3000的有機物難以去除。綜上，活性炭主要吸附小分子量有機物特別是相對分子質量在500~3000的有機物。
3.生物處理技術對不同分子量有機物的去除 生物濾池對低分子量有機物有良好去除作用，對于相對分子質量大于10000的有機物沒有去除效果。
生物處理對有機物的去除機理主要有以下幾個方面：①微生物對小分子有機物的降解；②微生物胞外酶對大分子有機物的分解作用③生物吸附絮凝作用。
4.強化常規處理工藝 如投加高錳酸鉀，投加粉末活性炭，強化混凝，強化過濾，對CODmn去除率可提高30%~40%不等。
5.預臭氧-常規工藝 對CODmn去除效果較好，一般為35%~40%，對氨氮的去除也有較好的效果。
6.臭氧活性炭工藝 對去除率為40%~50%，對氨氮的去除率為70%~90%。
7.常規工藝后增加臭氧-活性炭或者只有活性炭 對CODmn的總去除率為60%左右，對氨氮去除率大于90%。
8.生物預處理或化學預氧化-常規工藝-臭氧-活性炭 對CODmn去除率為60%左右，對氨氮去除率大于90%。
9.預臭氧-生物預處理-常規工藝-臭氧-活性炭工藝 對去除率大于60%，可解決水源中有機物、氨氮和藻類的多重污染問題。
