| 3.3高锰酸盐复合药剂去除异味实验
本实验在溶液中加入不同量的高锰酸盐复合药剂去除土霉异味，实验结果见图2。图2表明，PPC对MIB和geosmin有一定去除作用，在浓度为20 mg·L-1时，其去除MIB和geosmin的效率分别为32.9%和45.5%。高锰酸盐复合药剂（PPC）去除水体嗅味已有一些文献报道[14,15]。高和气[16]报道该药剂是一种高锰酸钾和经锻烧、炭化、球磨的多孔炭类物质的复合药剂,其中高锰酸钾能将致嗅有机物氧化为惰性物质,多孔炭类物质具有的微孔结构能吸附有机物及氧化的中间产物。而梁存珍[17]认为，高锰酸钾的氧化能力不足以把MIB和geosmin氧化去除（低于10%）。李学艳等[18]报道，当MIB浓度为25 μg·L-1时,接触3 h后单纯使用KMnO4发现氧化效率很低,当KMnO4投量高达50 mg·L-1时,MIB氧化去除率为10%期刊网。因此，我们认为高锰酸盐复合药剂去除土霉异味的主要原因还是多孔炭类物质的吸附作用。
图2. 高锰酸盐复合药剂（PPC）吸附效果
Fig.2 Effect of PPC on the adsorption efficiency of MIBand geosmin
3.4粉末活性炭吸附实验
试验了粉末活性炭对MIB和geosmin的吸附，结果见图3。结果表明，PAC的吸附效果比较好。在PAC质量浓度为15 mg·L-1时MIB和geosmin的去除率分别为79.0%和85.0%。这可能与PAC的比表面积很大有直接关系。该活性炭的比表面积达到了839.23m2·g-1，巨大的比表面积使活性炭的吸附效果明显强于其它吸附剂。MIB和geosmin在PAC吸附效率不
图3. 粉末活性炭（PAC）的吸附效果
Fig.3. Effect of PAC on the adsorption efficiency of MIB and geosmin
同在于它们的结构不同, geosmin由于其溶解度和分子量较低，并且其分子是平面结构，导致它容易进入活性炭的裂隙状分子空隙[19]。文献[19, 20]指出，geosmin和MIB的吸附主要发生在活性炭的微孔中。一般来讲，比表面积越大，吸附容量越大；微孔结构越多土霉味，吸附性能越好。
3.5 成本估算
膨润土来自天然矿产，价格180元/吨；粉煤灰来自热电厂煤燃烧副产物，价格45元/吨，吸附异味效果较好的粉末活性炭（无烟煤材质）5500元/吨。按照膨润土和粉煤灰的成本，加上其他的药品价格（硫酸，膨润土粉碎成本等）、人工成本和设备折旧等,混合吸附剂成本约为400元/吨。如果去除含MIB浓度为100 ng·L-1的10000 m3水体/d，使用混合吸附剂成本每天为100元左右。按照Liang[21]报道的使用20 mg·L-1的PAC去除含MIB浓度为100 ng·L-1的10000 m3水体/d的成本约为1470元人民币/d。因此，去除相同量的土霉味使用混合吸附剂的成本约为粉末活性炭的1/15。
4．结论
1.在粉煤灰和膨润土组成的不同比例混合吸附剂，膨润土和粉煤灰单独采用硫酸活化吸附异味物质的性能并不好，但活化后混合吸附性能明显增加。
2.在三种吸附剂去除土霉异味中，粉末活性炭的去除效率最高，合成吸附剂次之，高锰酸钾复合药剂去除效率最差。
3. 相比于粉末活性炭，本文制备的吸附剂去除土霉异味物质的成本要低得多，因此使用该吸附剂将极大节约水处理成本，具有广阔的市场前景。
参考文献
[1]Bruce, D., Westerhoff, P., Brawley-Chesworth, A.. Removal of2-methylisoborneol and geosmin in surface water treatment plants in Arizona [J]. Journal of Water Supply: Research and Technology, 2002, 51(4): 183–198.
[2]Glaze W. H., Schep R., Chauncey W.,et al. Evaluating oxidants for the removalof model taste and odor compounds from a municipal water supply [J]. Journal of the American Water WorksAssociation, 1990, 82 (5): 79-84.
[3]Lalezary S., Pirbazari M., McGuire M. J.. Oxidation of fiveearthy-musty taste and odor compounds [J]. Journal of the American Water Works Association, 1986, 78(3): 62-69.
[4]李林，宋立荣，陈伟，等.淡水藻源异味化合物的光降解和TiO2光催化降解[J].中国给水排水.2007,23(13): 102-105.
[5]Ho L., Hoefel D., Bock F., et al. Biodegradation ratesof 2-methylisoborneol (MIB) and geosmin through sand filters and in bioreactors[J]. Chemosphere, 2007, 66(11): 2210–2218.
[6]Matthew F.T., David W.M.. The role of surface acidity and poresize distribution in the adsorption of 2-methylisoborneol via powderedactivated carbon [J]. Carbon, 2007, 45(4): 858-864.
[7]Zuo Y. Li L., Wu Z., Song L.. Isolation, identification andodour-producing abilities of geosmin/2-MIB in actinomycetes from sediments in Lake Lotus, China [J]. Journal of Water Supply: Research and Technology, 2009, 58(8):552-561.
[8]李林，宋立荣，甘南琴，等.顶空固相微萃取-气相色谱-质谱测定水中异味化合物[J]. 分析化学.2005, 33(8): 1058-1062.
[9]Lin J.X.，Zhan S.L.，Fang M.H., et al. Adsorption of basicdye from aqueous solution onto fly ash [J]. Journal of Environmental Management,2008, 87(1): 193-200.
[10]Salem, A., Karimi, L.. Physico-chemical variation inbentonite by sulfuric acid activation [J]. Korean journal of chemicalengineering, 2009, 26(4): 980-984.
[11]Babaki, H.，Salem, A., Jafarizad A.. Kinetic model for the isothermal activationof bentonite by sulfuric acid [J]. Materials Chemistry and Physics, 2008, 108(2-3):263-268.
[12]Kirali E.G., La?in O.. Statistical modelling of acid activation on cotton oilbleaching by Turkish bentonite [J]. Journal of Food Engineering 2006, 75 (1): 137-141.
[13]Pendleton, P., Wong, S.H., Schumann, R., et al. Properties of activated carboncontrolling 2-Methylisoborneol adsorption [J]. Carbon, 1997, 35(8): 1141-1149.
[14]吴德好.饮用水中土腥味和霉烂味的去除方法研究[J].西南及排水，2005,27(6): 11-13.
[15]李伟光，郜玉楠，黄晓东,等.高锰酸钾与粉末活性炭联用去除饮用水中嗅味[J]. 中国给水排水，2007,23(5): 18-21.
[16]高和气.巢湖微污染水质状况及处理技术[J] .安徽职业技术学院学报, 2004, 3(3): 25-29.
[17]梁存珍.典型水源及处理工艺工程中嗅味物质的分析和去除研究[D].中国科学院研究生院博士论文, 2005.
[18]李学艳,马军,陈忠林,等.若干氧化剂对水中嗅味物质2-MI B的氧化去除[J].黑龙江大学自然科学学报, 2001, 24(1): 76-80.
[19]Graham, M.R., Summers, R.S., Simpson M.R. et al. Modelingequilibrium adsorption of 2-methylisoborneol and geosmin in natural waters [J].Water Research, 2000, 34(8): 2291-2300.
[20]Cook, D.,Newcombe, G., Sztajnbok, P..The application ofpowdered activated carbon for MIB and geosmin removal: predicting PAC doses infour raw waters [J]. Water Research, 2001, 35(5): 1325-1333.
[21]Liang, C. , Wang, D. , Yang, M. , et al.Removal of earthy-mustyodorants in drinking water by powdered activated carbon [J]. Journal of EnvironmentalScience and Health, Part A, 2005, 40(4): 767 -778.
 img width=110 height=150 src="/d/file/picture/201105/28/16.files/image005.gif">br>
2/2 首页 上一页 1 2 |
