源水中氮的形态分布及溶解性有机氮的吸附与过滤去除特性

摘要

我国水体富营养化程度已不容乐观，氮污染在其中扮演着举足轻重的角色。氮以多种形态分布在水体中，而溶解性有机氮（DON）是其中的主要形态之一。近年来，对水中氮形态的研究主要集中在河流以及近海海域，对湖泊水库中氮形态组成及分布特点研究甚少。氮形态之一的DON作为氯化消毒副产物的前驱物被重视起来，而水源水中又含有一定量的DON，致使饮用水安全受到威胁。但迄今为止还没有找到DON的准确监测方法以及有效的去除工艺。本文以某饮用水源水库为实例，进行了氮形态分布的调查研究，探讨了水库中各形态氮的分布特征；并通过试验，研究了活性炭吸附、纳滤膜过滤对DON的去除效果以及“活性炭吸附+纳滤”组合工艺对水体中DON的去除效果。通过实际调查与试验分析，得到如下主要结论： （1）水源水库中氮的形态是由无机氮（占比约84%）和有机氮（占比约16%）构成的，其中无机氮是由氨氮（占比约49%）和硝态氮（占比约51%）构成，而硝态氮主要是硝酸盐氮，其占比达97%以上，亚硝态氮含量很少，不足3%； （2）在水库不同区域，氮形态构成有所不同：在进水区，无机氮的比例要高于出水区，而有机氮的比例要低于出水区； （3）核桃壳活性炭对以天冬氨酸模拟的DON的吸附去除效果比较明显，去除率可达57%。核桃壳活性炭投加量、吸附时间以及水样的pH对吸附效果均有一定影响，最佳试验吸附条件是：温度为30℃，投炭量为1g/L，pH为4.7左右；当吸附时间在200min左右时吸附基本达到平衡； （4）纳滤膜对DON过滤去除效果较好，在压力为0.95MPa条件下，出水流量在0.6L/min左右，DON去除率达到85%； （5）“活性炭吸附+纳滤”工艺对微污染水源水中DON的去除率可达94%以上，对无机氮的去除率也达到了70%以上。

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