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活性炭滤池控制二氯乙腈生成
近年来，生物过滤在饮用水深度处理中的应用逐渐兴起。在水源微污染的情况下，传统的石英砂过滤器难以满足饮用水处理标准。针对饮用水消毒过程中产生的剧毒含氮消毒副产物(n-dbps)问题，使用活性炭-石英砂生物滤池、石英砂选择生物过滤器。采用二氯乙腈为研究对象，通过测量不同滤池中常规污染物的变化，研究了活性炭-石英砂生物滤池对二氯乙腈生成的控制。
活性炭滤池测试装置
试验装置如图1所示，主体结构采用有机玻璃制成，内径70mm，高度2000mm。过滤器包括进水管、出水管、反冲洗水管、支撑层和过滤介质层。200毫米高的支撑层由砾石制成。粒径为0.5-1mm，和分别为1-2mm，过滤层的填料为石英砂和椰壳活性炭。过滤器a的填料层为1000mm石英砂。过滤器b、c的填料层均为上层200mm椰壳活性炭和下层800mm石英砂。根据水厂的设计规范，过滤器的过滤速度为8m/h，进水流量为30l/h。过滤器a和b为单点进水，过滤器c为两点进水，两个进水点分别位于过滤器顶部和20cm深度处;第一进水点流量为20l/h，第二进水点流量为10l/h。过滤器a和b是过滤器c的空白对照。过滤器每24小时反洗一次。
图1：操作设备。
酪氨酸和cod的去除效果
活性炭滤池出水二氯乙腈前体酪氨酸和codmn的平均去除率如图2所示。实验过程中，三个活性炭过滤器出水酪氨酸浓度依次下降：过滤器c(73%)>过滤器b(50%)>过滤器a(20%)(p<0.05)。生物滤池出水的酪氨酸浓度低于进水。谁记录了饮用水处理厂生物过滤后出水中don浓度的增加，表明don总体出水浓度的变化并不代表个体的变化，而是过滤器中不同个体的变化规律也不同。平均出水codmn去除率的变化趋势与平均出水酪氨酸去除率一致。codmn去除率可以反映生物滤池中有机物的去除情况。酪氨酸是一种有机物，其分子结构中含有还原性酚羟基和氨基，可被高锰酸钾氧化。因此，codmn去除率也可以作为酪氨酸去除的依据。
图2：活性炭过滤器流出物中酪氨酸和codmn的平均去除率。
活性炭过滤器中氮的转化
饮用原水中的氮主要以nh4 -n、no2-n、no3n和有机氮的形式存在。本实验中的大部分有机氮是酪氨酸。在生物滤池中，溶解无机氮(din)和don是相互转化的，因此有必要讨论活性炭滤池中向氮的转化。进出活性炭滤池的水中氮的变化如图3所示。溶解无机氮损失为活性炭滤池c>b>a(p<0.05)，与codmn的去除率一致。过滤器对有机物的利用随着溶解无机氮损失的增加而增加，表明反应中的溶解无机氮损失现象与过滤器反硝化有关。
图3：活性炭过滤器进水和出水氮的变化。
活性炭滤池控制二氯乙腈生成，活性炭-石英砂生物过滤器在去除常规污染物(nh4 -n和浊度)和有机污染物(codmn和酪氨酸)方面优于其他过滤器，nh4 -n平均去除率为80%，浊度为80%，codmn为49%，酪氨酸为73%。水活性炭-石英砂生物滤池对二氯乙腈的形成控制效果最好。过滤器中酪氨酸的去除集中在过滤器上部0-30cm处。do沿滤池上部递减，然后趋于稳定，两点进水活性炭和生物滤池的总生物量最大。得出活性炭过滤，有利于前体物的去除。
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