磁性介质对饮用水中有机污染物净化效应及机理研究

水源水中有机污染现象普遍存在，饮用水卫生标准对有机污染物有严格限定，但现状国内水厂绝大多数净化工艺难以有效去除有机污染物，针对性地净水技术研发是供水水质安全保障的迫切需求，也是一直以来的研究热点和难点。本项目针对我国湖泊型水源有机污染水质特征，基于前期对湖泊水中有机物的水质行为探究和树脂型净水材料研制的工作基础，研发能有效去除水中有机污染物的新型磁性介质，并对其基本性状进行表征；通过磁性介质对典型有机污染的净化效应及其影响因素研究，探讨其净化机理及其条件机制，并探索该技术与水厂现有工艺对接及其效能提升的工艺模式，形成具有自主知识产权的技术体系及其装备系统，实现饮用水中有机物的有效去除，为其技术理论构建和技术应用提供科学依据和技术支撑。

水源水中有机污染普遍存在，国内水厂绝大多数工艺难以有效去除有机污染物，针对性地研发净水新技术是供水安全保障的迫切需求。.针对湖泊型水源水中天然有机物、微量有机物以及藻类细胞等特定目标物，研发了3类磁性介质，分别探讨其对特定污染物去除效能、净水机理及其条件机制，并探索了磁性介质技术与太湖水源水处理技术对接及效能提升的工艺方式。.磁性离子交换树脂（m-MAER）具有均一粒径分布（150 μm-200μm）、强碱性、磁分离特性、比表面积40.026 m2/g。对NOM去除机理为离子交换，树脂孔道结构和NOM分子尺度关系对NOM分子扩散速率有显著影响。m-MAER可加快不同分子尺度NOM分子在其表面和孔道内的扩散速率，可增强其对水中亲水性中等分子量芳香类蛋白质的去除效果。在太湖原水试验中，m-MAER预处理与混凝联用，使UV254和DOC去除率可达90%和50%。.磁性海泡石（MSEP）及其改性的磁/壳聚糖复合海泡石（Chi@MSEP）和磁/分子印迹聚合物复合海泡石（MIP@MSEP）具有介孔类吸附剂特征。MSEP表面电动性能、Chi@MSEP表面壳聚糖膜内的质子化氨基以及MIP@MSEP 表面印迹位点是其高效吸附污染物的关键。MSEP对腐植酸、Chi@MSEP对藻细胞、MIP@MSEP对阿特拉津分别具有优势吸附。在研究条件下，腐植酸、藻细胞、阿特拉津的优势吸附去除率分别为87.4%、70.3%和91.3%。Chi@MSEP-PAC联用技术处理有机复合污染，效果更佳。.磁性纳米壳聚糖颗粒（MCNP）为平均粒径10nm无孔球体，交联壳聚糖质量占29.2%，比表面积108.32m2/g，比饱和磁化强度44.43emu/g。对NOM吸附效果较好，藻蛋白类和微生物代谢产物等组分在MCNP表面吸附存在竞争。MCNP对太湖原水中NOM吸附效果受季节影响明显，适当提高振荡速率和投加量可有效提升去除效果并缩短吸附平衡时间。在最佳工况下，春夏秋冬四季DOC去除率分别为59.6%、77.1%、79.9%和57.0%，UV254去除率分别为85.0%、88.4%、90.8%和79.5%；各季节原水中NOM强疏和弱疏组分去除效果较好，均稳定在70%以上。.发表论文10篇SCI、2篇EI，授权发明专利4项。研究成果可实现饮用水中有机物有效去除，为其技术理论构建和应用提供了科学技术支持。