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如何去除污水中的有机物成分
作者：西安绿标 时间：2018-01-19 11:47:54
一、水中有机物的特性
溶解性大分子有机物 包括腐殖质、蛋白质和多糖类物质，在水中多呈线性结构。它们在水中多呈胶体状态，有较强的憎水性，易吸附在固液界面，在混凝中易被去除。
被大分子有机物包围的颗粒 原水中无机类胶体和悬浮物有黏土、金属氧化物和氢化物、碳酸盐、石棉纤维等。有机类胶体和悬浮物包括细菌、病毒、原生生物胞囊、藻类及其大分子有机物。在地表水中都是无机颗粒与有机物或有机体的复合体。由于有机物的存在会使胶粒Zeta电位增加使水中胶粒趋于稳定。
生物态颗粒有机物和油的乳浊液 天然水体中生物态颗粒有机物主要是一些微生物（藻类、细菌）及其尸体（细胞碎片），也可能有原生生物和后生生物。当水体受污染时水中也会出现油的乳浊液。水源水体PH值一般为6~8.这类有机颗粒带负电。
二、各种有机物处理工艺去除有机物的效果
1.常规处理对不用分子量有机物的去除率 常规处理是指混凝、澄清过滤工艺。实际的生产运行是以出水的浊度为工艺的控制目标，混凝剂投加量低于烧杯试验。滤后水浊度约5NTU以下。常规处理对非溶解性有机碳去除率为94%左右，对相对分子质量10000以上的溶解性有机碳去除80%左右，对相对分子质量1000~~10000有机碳只去除30%左右，低于1000的有机碳反而增加。因此常规处理对相对分子质量大于10000的有机物是十分有效的，对低于1000的有机物没有去除效果，反而会引起增加。根据水源水中一般的有机物分子量特点，常规处理对有机碳去除基本在40%以下，一般为30%。简而言之，常规处理去除的有机物主要为相对分子质量大于10000的部分，对低分子量有机物去除作用很小。因此如果希望提高给水处理中对有机物的去除效率，单纯依靠常规处理是不可能实现的。
混凝去除有机物的机理主要有三个方面：①带正电的金属离子与带负电的有机物胶体发生电中和而脱稳凝聚②金属离子与溶解性有机物分子形成不溶性复合物而沉淀③有机物在矾花表面的物理化学吸附。有机物形态不同，其去除机理也不一样。对于相对分子质量大于10000的有机物，其形态呈胶体状态，主要靠机理①和③的作用去除，分子量愈大，憎水性愈强，愈易被吸附在矾花表面，去除率越高。对于相对分子质量在1000~10000的有机物，其形态可能处于胶体和真溶液之间，去除机理主要是脱稳凝聚、聚合沉淀和表面吸附的综合作用，去除不彻底。常规处理工艺对CODmn的去除率一般为20%~30%。
2.活性炭对不同分子量有机物的去除作用 活性炭是具有弱极性的多孔性吸附剂，具有发达的细孔结构和巨大的比表面积，是目前微污染水源水深度处理最有效的手段，尤其去除水中的农药、杀虫剂、除草剂等微污染物质和臭味、消毒副产物等，是其他水处理单元工艺难于取代的。但活性炭对有机物的去除也受有机物特性的影响，主要是有机物的极性和分子大小的影响。同样大小的有机物，溶解度愈大、亲水性愈强，活性炭对其吸附性愈差，反之对溶解度小、亲水性差、极性弱的有机物如苯类化合物、酚类化合物、石油和石油产品等具有较强的吸附能力，对合成染料、胺类物质及其他人工合成有机物有好的去除效果。
除了有机物极性以外，活性炭的孔径特定也决定了活性炭对不同分子大小的有机物的去除效果。活性炭可吸附的有机物的最大相对分子质量约为5000.大于5000的有机物由于空间位阻效应而难于进入活性炭的微孔，因而其吸附率较低。活性炭对相对分子质量500~3000的有机物有十分好的去除效果，对小于500和大于3000的有机物难以去除。综上，活性炭主要吸附小分子量有机物特别是相对分子质量在500~3000的有机物。
3.生物处理技术对不同分子量有机物的去除 生物滤池对低分子量有机物有良好去除作用，对于相对分子质量大于10000的有机物没有去除效果。
生物处理对有机物的去除机理主要有以下几个方面：①微生物对小分子有机物的降解；②微生物胞外酶对大分子有机物的分解作用③生物吸附絮凝作用。
4.强化常规处理工艺 如投加高锰酸钾，投加粉末活性炭，强化混凝，强化过滤，对CODmn去除率可提高30%~40%不等。
5.预臭氧-常规工艺 对CODmn去除效果较好，一般为35%~40%，对氨氮的去除也有较好的效果。
6.臭氧活性炭工艺 对去除率为40%~50%，对氨氮的去除率为70%~90%。
7.常规工艺后增加臭氧-活性炭或者只有活性炭 对CODmn的总去除率为60%左右，对氨氮去除率大于90%。
8.生物预处理或化学预氧化-常规工艺-臭氧-活性炭 对CODmn去除率为60%左右，对氨氮去除率大于90%。
9.预臭氧-生物预处理-常规工艺-臭氧-活性炭工艺 对去除率大于60%，可解决水源中有机物、氨氮和藻类的多重污染问题。
溶解性大分子有机物 包括腐殖质、蛋白质和多糖类物质，在水中多呈线性结构。它们在水中多呈胶体状态，有较强的憎水性，易吸附在固液界面，在混凝中易被去除。
被大分子有机物包围的颗粒 原水中无机类胶体和悬浮物有黏土、金属氧化物和氢化物、碳酸盐、石棉纤维等。有机类胶体和悬浮物包括细菌、病毒、原生生物胞囊、藻类及其大分子有机物。在地表水中都是无机颗粒与有机物或有机体的复合体。由于有机物的存在会使胶粒Zeta电位增加使水中胶粒趋于稳定。
生物态颗粒有机物和油的乳浊液 天然水体中生物态颗粒有机物主要是一些微生物（藻类、细菌）及其尸体（细胞碎片），也可能有原生生物和后生生物。当水体受污染时水中也会出现油的乳浊液。水源水体PH值一般为6~8.这类有机颗粒带负电。
二、各种有机物处理工艺去除有机物的效果
1.常规处理对不用分子量有机物的去除率 常规处理是指混凝、澄清过滤工艺。实际的生产运行是以出水的浊度为工艺的控制目标，混凝剂投加量低于烧杯试验。滤后水浊度约5NTU以下。常规处理对非溶解性有机碳去除率为94%左右，对相对分子质量10000以上的溶解性有机碳去除80%左右，对相对分子质量1000~~10000有机碳只去除30%左右，低于1000的有机碳反而增加。因此常规处理对相对分子质量大于10000的有机物是十分有效的，对低于1000的有机物没有去除效果，反而会引起增加。根据水源水中一般的有机物分子量特点，常规处理对有机碳去除基本在40%以下，一般为30%。简而言之，常规处理去除的有机物主要为相对分子质量大于10000的部分，对低分子量有机物去除作用很小。因此如果希望提高给水处理中对有机物的去除效率，单纯依靠常规处理是不可能实现的。
混凝去除有机物的机理主要有三个方面：①带正电的金属离子与带负电的有机物胶体发生电中和而脱稳凝聚②金属离子与溶解性有机物分子形成不溶性复合物而沉淀③有机物在矾花表面的物理化学吸附。有机物形态不同，其去除机理也不一样。对于相对分子质量大于10000的有机物，其形态呈胶体状态，主要靠机理①和③的作用去除，分子量愈大，憎水性愈强，愈易被吸附在矾花表面，去除率越高。对于相对分子质量在1000~10000的有机物，其形态可能处于胶体和真溶液之间，去除机理主要是脱稳凝聚、聚合沉淀和表面吸附的综合作用，去除不彻底。常规处理工艺对CODmn的去除率一般为20%~30%。
2.活性炭对不同分子量有机物的去除作用 活性炭是具有弱极性的多孔性吸附剂，具有发达的细孔结构和巨大的比表面积，是目前微污染水源水深度处理最有效的手段，尤其去除水中的农药、杀虫剂、除草剂等微污染物质和臭味、消毒副产物等，是其他水处理单元工艺难于取代的。但活性炭对有机物的去除也受有机物特性的影响，主要是有机物的极性和分子大小的影响。同样大小的有机物，溶解度愈大、亲水性愈强，活性炭对其吸附性愈差，反之对溶解度小、亲水性差、极性弱的有机物如苯类化合物、酚类化合物、石油和石油产品等具有较强的吸附能力，对合成染料、胺类物质及其他人工合成有机物有好的去除效果。
除了有机物极性以外，活性炭的孔径特定也决定了活性炭对不同分子大小的有机物的去除效果。活性炭可吸附的有机物的最大相对分子质量约为5000.大于5000的有机物由于空间位阻效应而难于进入活性炭的微孔，因而其吸附率较低。活性炭对相对分子质量500~3000的有机物有十分好的去除效果，对小于500和大于3000的有机物难以去除。综上，活性炭主要吸附小分子量有机物特别是相对分子质量在500~3000的有机物。
3.生物处理技术对不同分子量有机物的去除 生物滤池对低分子量有机物有良好去除作用，对于相对分子质量大于10000的有机物没有去除效果。
生物处理对有机物的去除机理主要有以下几个方面：①微生物对小分子有机物的降解；②微生物胞外酶对大分子有机物的分解作用③生物吸附絮凝作用。
4.强化常规处理工艺 如投加高锰酸钾，投加粉末活性炭，强化混凝，强化过滤，对CODmn去除率可提高30%~40%不等。
5.预臭氧-常规工艺 对CODmn去除效果较好，一般为35%~40%，对氨氮的去除也有较好的效果。
6.臭氧活性炭工艺 对去除率为40%~50%，对氨氮的去除率为70%~90%。
7.常规工艺后增加臭氧-活性炭或者只有活性炭 对CODmn的总去除率为60%左右，对氨氮去除率大于90%。
8.生物预处理或化学预氧化-常规工艺-臭氧-活性炭 对CODmn去除率为60%左右，对氨氮去除率大于90%。
9.预臭氧-生物预处理-常规工艺-臭氧-活性炭工艺 对去除率大于60%，可解决水源中有机物、氨氮和藻类的多重污染问题。
