《磁性介質對飲用水中有機污染物淨化效應及機理研究》是依託河海大學，由陳衛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：磁性介質對飲用水中有機污染物淨化效應及機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳衛
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
水源水中有機污染現象普遍存在，飲用水衛生標準對有機污染物有嚴格限定，但現狀國內水廠絕大多數淨化工藝難以有效去除有機污染物，針對性地淨水技術研發是供水水質安全保障的迫切需求，也是一直以來的研究熱點和難點。本項目針對我國湖泊型水源有機污染水質特徵，基於前期對湖泊水中有機物的水質行為探究和樹脂型淨水材料研製的工作基礎，研發能有效去除水中有機污染物的新型磁性介質，並對其基本性狀進行表征；通過磁性介質對典型有機污染的淨化效應及其影響因素研究，探討其淨化機理及其條件機制，並探索該技術與水廠現有工藝對接及其效能提升的工藝模式，形成具有自主智慧財產權的技術體系及其裝備系統，實現飲用水中有機物的有效去除，為其技術理論構建和技術套用提供科學依據和技術支撐。
結題摘要
水源水中有機污染普遍存在，國內水廠絕大多數工藝難以有效去除有機污染物，針對性地研發淨水新技術是供水安全保障的迫切需求。 針對湖泊型水源水中天然有機物、微量有機物以及藻類細胞等特定目標物，研發了3類磁性介質，分別探討其對特定污染物去除效能、淨水機理及其條件機制，並探索了磁性介質技術與太湖水源水處理技術對接及效能提升的工藝方式。 磁性離子交換樹脂（m-MAER）具有均一粒徑分布（150 μm-200μm）、強鹼性、磁分離特性、比表面積40.026 m2/g。對NOM去除機理為離子交換，樹脂孔道結構和NOM分子尺度關係對NOM分子擴散速率有顯著影響。m-MAER可加快不同分子尺度NOM分子在其表面和孔道內的擴散速率，可增強其對水中親水性中等分子量芳香類蛋白質的去除效果。在太湖原水試驗中，m-MAER預處理與混凝聯用，使UV254和DOC去除率可達90%和50%。 磁性海泡石（MSEP）及其改性的磁/殼聚糖複合海泡石（Chi@MSEP）和磁/分子印跡聚合物複合海泡石（MIP@MSEP）具有介孔類吸附劑特徵。MSEP表面電動性能、Chi@MSEP表面殼聚糖膜內的質子化氨基以及MIP@MSEP 表面印跡位點是其高效吸附污染物的關鍵。MSEP對腐植酸、Chi@MSEP對藻細胞、MIP@MSEP對阿特拉津分別具有優勢吸附。在研究條件下，腐植酸、藻細胞、阿特拉津的優勢吸附去除率分別為87.4%、70.3%和91.3%。Chi@MSEP-PAC聯用技術處理有機複合污染，效果更佳。 磁性納米殼聚糖顆粒（MCNP）為平均粒徑10nm無孔球體，交聯殼聚糖質量占29.2%，比表面積108.32m2/g，比飽和磁化強度44.43emu/g。對NOM吸附效果較好，藻蛋白類和微生物代謝產物等組分在MCNP表面吸附存在競爭。MCNP對太湖原水中NOM吸附效果受季節影響明顯，適當提高振盪速率和投加量可有效提升去除效果並縮短吸附平衡時間。在最佳工況下，春夏秋冬四季DOC去除率分別為59.6%、77.1%、79.9%和57.0%，UV254去除率分別為85.0%、88.4%、90.8%和79.5%；各季節原水中NOM強疏和弱疏組分去除效果較好，均穩定在70%以上。 發表論文10篇SCI、2篇EI，授權發明專利4項。研究成果可實現飲用水中有機物有效去除，為其技術理論構建和套用提供了科學技術支持。
