水環(huán)境嗅味問(wèn)題及控制技術(shù)

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1、水環(huán)境嗅味問(wèn)題及控制技術(shù)嗅味是廣大消費(fèi)者用來(lái)判斷飲用水水質(zhì)優(yōu)劣的重要依據(jù)，水體異味往往容易引起消費(fèi)者的恐慌和對(duì)水質(zhì)的懷疑，甚至?xí)愇遁^重的水視為不安全而拒絕飲用。我國(guó)許多城市的飲用水中均存在口感不好或明顯異味的問(wèn)題，而隨著消費(fèi)者對(duì)飲用水質(zhì)量要求的提高，此類問(wèn)題引起了廣泛的關(guān)注。近年來(lái)國(guó)內(nèi)科研單位以及供水行業(yè)部門(mén)對(duì)水中異味問(wèn)題開(kāi)始進(jìn)行了較多的研究，然而與國(guó)外相比研究起步較晚，如何有效解決水中嗅味問(wèn)題已成為供水行業(yè)所面臨的一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。1嗅味的化學(xué)基礎(chǔ)現(xiàn)在研究中最為普遍關(guān)注的臭味化合物，主要包括土臭素，2-甲基異莰醇，2-異丙基-甲氧基吡嗦，2-異丁基-甲氧基吡嗦

2、等，其中以土臭素（Geosmin）和2-甲基異莰醇（2-MethylIsoborneol，2-MIB）為主，他們的化學(xué)結(jié)構(gòu)如下所示，他們產(chǎn)生主要?dú)馕妒敲钩?，樟腦味，藥味等等，其臭閾值一般在ng/L級(jí)別。Geosmin2-MIB目前尚無(wú)報(bào)道發(fā)現(xiàn)Geosmin和2-MIB對(duì)生物致死的現(xiàn)象，但是它們對(duì)生物體可能存在一定的影響。目前，日本是世界上唯一一個(gè)將Geosmin和2-MIB列入飲用水指標(biāo)的國(guó)家，規(guī)定飲用水中Geosmin和2-MIB的濃度最高為10ng/L。我國(guó)的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》附錄A中也將Geosmin和2-MIB列入生活飲用水水質(zhì)參考指標(biāo)，并規(guī)定其限值

3、均為10ng/L。此外，還有一類硫醇，硫醚類化合物，也是臭味的主要來(lái)源之一，常見(jiàn)的有硫醇（CH3SH），硫醚（CH3SCH3），二甲基三硫醚（CH3SSSCH3）等，他們產(chǎn)生的主要?dú)馕妒鞘卟烁瘮〉臍馕?，其臭閾值一般在ug/L級(jí)別。2嗅味的來(lái)源土臭素和2-甲基異莰醇是放線菌和藍(lán)綠藻的二級(jí)代謝物,具有揮發(fā)性?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有22種放線菌、15種藍(lán)藻、2種真菌、1種粘液性細(xì)菌可生成Geosmin，在含有土霉味的魚(yú)肉中也可得到Geosmin；2-甲基異莰醇具有土霉味,可由幾種鏈霉菌,16種放線菌、4種藍(lán)藻所產(chǎn)生，純品是一種白色固體結(jié)晶。當(dāng)這兩種半揮發(fā)物質(zhì)在水中濃度超過(guò)其嗅閾值

4、時(shí),人們就會(huì)聞到土味、霉味。水中的硫醇硫醚主要來(lái)源于含蛋白質(zhì)廢水的降解，以及來(lái)源于藻類死亡后二甲基磺酸丙酯的降解。3嗅味的處理3.1常規(guī)水處理工藝采用常規(guī)的給水處理工藝很難去除水中的霉臭味，國(guó)外有文獻(xiàn)報(bào)道原水經(jīng)混凝—沉淀—過(guò)濾后,出水Geosmin的去除率為11.5%，2-MIB去除率為20.7%。武漢團(tuán)山水廠現(xiàn)有工藝(預(yù)氯化—混凝—接觸過(guò)濾)對(duì)Geosmin的去除率只有22.7%。而采用預(yù)氯化—混凝—?dú)飧　^(guò)濾工藝的東湖水廠原水其Geosmin去除率達(dá)65.7%?？梢?jiàn)采用過(guò)濾工藝的去除率較低,而氣浮工藝去除率相對(duì)較高。上海市某水廠的常規(guī)工藝對(duì)Geosmin和2

5、-MIB具有一定的去除效果,約為20%左右，但去除效果存在一定的波動(dòng)性，說(shuō)明常規(guī)工藝對(duì)嗅味物質(zhì)的去除效果不穩(wěn)定。同樣也有文獻(xiàn)報(bào)道常規(guī)工藝對(duì)硫醇硫醚的去除率也很低，2007年太湖水危機(jī)期間，無(wú)錫的中橋水廠等也采用常規(guī)工藝，但硫醇硫醚的去除率相當(dāng)?shù)?，無(wú)法滿足市民飲水的需要。3.2吸附處理3.2.1粉末活性炭(PAC)吸附在澳大利亞，PAC是用于去除嗅味物質(zhì)的主要方法，因?yàn)槠湎鄬?duì)廉價(jià)，可根據(jù)需要靈活應(yīng)用，并可在水廠處理流程的不同點(diǎn)使用。PAC和高錳酸鉀聯(lián)用對(duì)Geosmin和2-MIB的去除有更好的效果。文獻(xiàn)報(bào)道用高錳酸鉀和粉末活性炭聯(lián)用處理有土腥味和霉?fàn)€味的原水。高錳

6、酸鉀的氧化作用和高錳酸鉀被還原后的新生態(tài)二氧化錳的吸附作用對(duì)去除Geosmin和2-MIB有主要貢獻(xiàn)。高錳酸鉀和PAC對(duì)二者的去除具有協(xié)同作用。lmg/L的高錳酸鉀和10mg/L的粉末活性炭聯(lián)用時(shí)平均去除率可以達(dá)到92%以上。3.2.2　顆?；钚蕴?GAC)吸附PAC需要的資金投入小,應(yīng)用起來(lái)具有靈活性。當(dāng)為解決嗅味問(wèn)題須長(zhǎng)期持續(xù)使用PAC時(shí)，PAC的投加量必須隨Geosmin和2-MIB濃度的變化而變化,因此供給速率不易控制,這時(shí)使用GAC較為經(jīng)濟(jì)。GAC上附著了生物膜形成生物活性炭(BAC)與臭氧聯(lián)用后,通過(guò)臭氧的氧化、活性炭的吸附和微生物的代謝作用強(qiáng)化了對(duì)

7、Geosmin和2-MIB的去除。3.2.3沸石吸附文獻(xiàn)報(bào)道用高硅沸石作為去除Geosmin和2-MIB的吸附劑。10mg/L的粉末沸石對(duì)蒸餾水中Geosmin去除率為84%，2-MIB去除率為26%。臭氧和沸石的聯(lián)合使用可加強(qiáng)2-MIB的降解。文獻(xiàn)報(bào)道沒(méi)有沸石存在的情況下,停留時(shí)間4min臭氧濃度為7mg/L時(shí)，只有20%的2-MIB被降解。而在沸石存在的情況下,臭氧濃度僅為0.07mg/L時(shí)就在12s內(nèi)降解了75%的2-MIB。3.3氧化劑氧化文獻(xiàn)表明,Geosmin和2-MIB具有抗氧化作用。20mg/L的Cl2在16h的接觸時(shí)間內(nèi)對(duì)120ng/L的Geo

8、smin有25%的去除率