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混凝工艺对水中微量药物去除效果与影响因素研究

吴运松  
【摘要】:天然水体中出现的药物类污染物(PhACs)引起人们的广泛关注,研究饮用水处理工艺对天然水体中的微量药物处理效果极为必要。本文以对乙酰氨基酚(ACE)、卡马西平(CBZ)、萘普生(NAP)、雌二醇(E2)和双氯芬酸(DCF)五种药物为目标物,采用静态烧杯试验,研究这五种药物在混凝过程中的去除规律,并重点考察了高岭土和腐殖酸投量等因素对不同种类药物去除效果的影响。试验中,采用去离子水和自来水作为原水,考察评价不同温度与pH值下混凝对药物的去除效果,投加高岭土和腐殖酸来模拟水源水中的悬浮颗粒和天然有机物,考察了混凝过程中高岭土和腐殖酸投加量对五种目标药物去除效能的影响。此外,研究了粉末活性炭对于药物的吸附作用,并在混凝过程中投加粉末碳,以研究混凝-吸附组合工艺对药物去除效果。试验发现:在未投加高岭土与腐殖酸的去离子水体系中进行硫酸铝混凝试验时,ACE与CBZ两种药物的最大去除率都不超过10%,五种药物中疏水性最高的DCF去除效果最好,最高去除率达到了33%;而在自来水中进行的试验混凝对药物的去除效果也并不理想:除E2外,其余各种药物去除率都在30%以下。高岭土加入后对ACE与CBZ的去除效果无明显影响,但对NAP、E2与DCF的去除则有显著的促进作用,最大去除率分别达到31.53%,36.46%和52.4%;而在不投加混凝剂时,单独高岭土对五种药物的最大吸附去除率仅有20%左右。腐殖酸的存在对E2的混凝去除效果有一定的抑制作用,但对于酸性药物DCF与NAP的去除则有较好的促进作用;腐殖酸与高岭土同时加入后,也出现了这一相同的趋势:NAP与DCF的去除效率得到增加,最大去除率分别达到了63.5%和66.6%。可见,当水中含有悬浮颗粒物及腐殖酸的情况下,混凝工艺对酸性药物(如NAP及DCF)有较好的去除效果。在混凝过程中投加粉末碳后,五种药物的吸附去除效果得到了较大提高,去除率均达到80%以上,而NAP、DCF与E2去除效果更为明显,达到了90%,说明“混凝-吸附”工艺对饮用水中药物的去除效果较好,是保证饮用水安全的一个可行方案。


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