基于磁性强碱离子交换树脂净化水源水深度处理技术概述

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1、基于磁性强碱离子交换树脂净化水源水深度处理技术概述第一章绪论1.1研究背景饮用水问题已经是全球人类关注的焦点问题，全球有1亿人口严重缺乏饮用水，其中50%的人口由于缺乏安全的饮用水源水和饮用水卫生设施而面临健康问题。我国地处辽阔，水资源总量占世界第六位，但是人均占水量仅占世界人均水量的1/4，被认为是水资源最为紧缺国家之一[1]。近年来，我国水源水污染问题日渐严峻，一方面是源水的独度、有机物、氮磷等常规指标以及藻类浓度逐年增加；另一方面随着工业的发展及农药的使用，人工合成的有机物己逾10万种进入环境，

2、水体中检出的具有生物毒性的痕量有机污染物越来越多[2]。由中国卫生部和国家标准化管理委员会联合修订的《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006),将原有的卫生指标由35项增至106项，从2007年7月1日起实行。新标准的实施对饮用水的安全性提出了更高、更严的要求。目前，我国饮用水源水中的天然有机质（Natureorganicmatter,NOM)污染严重，尤其在夏季，部分饮用水源水色度达30(铀钴色度单位）以上，这类季节性高有机负荷水源至今还没有高效、经济的处理方法。NOM易与氯化消毒剂的反应，产

3、生对人体存在三致效应的消毒副产物（Disinfectionby-products，DBFs)，因此己引起日益广泛的关注[3,4]。针对我国季节性高NOM负荷饮用水源水污染的热点难题，亟需开发一种可以高效经济去除水体中NOM的净化新工艺，为饮用水优质、高效净化提供理论及技术支撑。..1.2研究目标(1)通过研究系列磁性树脂对饮用水中NOM的去除效果，考察树脂特性（强、弱碱型、交换量、含水量等）对水处理中去除NOM的影响作用；并且通过考寧水质变化对树脂去除水体中NOM效果的影响，分析其产生的机理。(2)考

4、察不同理化特性NOM对树脂吸附性能的影响及匹配效应关系，以阐明树脂对水体中不同组分NOM的吸附作用机制，指导并开发树脂混凝集成新工艺的有效途径。(3)开展磁性树脂深度处理饮用水水质安全性评价研究，建立树脂处理效果-消毒副产物生成-细胞毒性结合的水质评价新方法，以保障饮用水水质安全。(4)开发基于磁性树脂吸附为核心的饮用水优质高效净化工艺，建立磁性树脂深度处理工程，考察其经济效益，为饮用水优质、高效净化提供理论及技术支撑。.第二章磁性树脂对水体中NOM的去除效果小试研究2.1引言离子交换被认为是在饮用水

5、处理中可以去除NOM以及控制DBPs生成的一个重要方法[1]，其去除NOM的机理主要是通过离子交换基团如氯离子（cr)与NOM中的有机酸组分发生交换作用，其次是物理吸附作用[2]。近年来，Bolto等[3]通过研究19种离子交换树脂对模拟水体中NOM的去除效果，结果表明，强碱型离子交换树脂对NOM的去除率最高，可达到对UV吸收组分59-99%的去除率，平衡时间较短，仅为6-42m果。基于以上优点及特性，MIEX?可以作为水处理工艺中的预处理，达到对水体中DOC30%至70%的去除率[2，6,10]。其

6、较快的去除效率使其在10-20min内可达到对NOM的最大去除[8]。同时，由于MIEX的阴离子交换特性，其不仅可以应用于水体中的NOM的去除，还可以去除一些无机离子，如确酸根（N03_)、硫酸根（S042）等[11，12]。当树脂剂量为lOmL/L，接触时间为10min后，其对源水中的MV的去除率可达17-42%的去除率，对S042的去除率为9-24%[12]。其去除率受阴离子与离子交换树脂上的吸附位点竞争作用的影响[13]。2.2实验部分第三章NOM匹配构效关系及其賴麟成工艺影响研究.......

7、....413.1引言..........413.2实验部分..........423.3结果与讨论..........473.4本章小结..........70第四章磁性树脂深度处理..........754.1引言..........754.2实验部分..........764.3结果与讨论..........814.4本章小结..........91第五章磁性树脂深度处理研究5.1引言言天然水体中的NOM，分子量分布范围极为广泛，成分复杂，同时，由于农业稻秆等排放到水体中，造成的季节性高NOM负

8、荷污染，已经成为了水处理中亟需解决的关键问题。水体中NOM浓度过高会引起色、嗅、味等问题[1];滋生细菌P]，造成消毒剂投加量的增加；导致后续氯化消毒过程中产生大量的DBPs,如THMs，HAAs等致癌类物质[2，3]，对人体健康产生严重威胁。NOM的存在会增加水处理过程如混凝处理中混凝剂的投加量，造成大量污泥处置难题；臭氧活性炭工艺对NOM的处理过程中容易产生新的小分子污染物，如在Br_含量较高的水体中易产生溴酸盐等污染物[4]，因此不易在沿海地区推广