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西安建筑科技大学硕士学位论文
不同粒径粉末活性炭吸附嗅味物质实验研究
专业: 市政工程
研究生: 杨茜
指导教师: 黄廷林教授
摘要
随着我国社会的快速发展,尤其是工业生产的迅猛发展,以及日益增多的任
意排放,造成了江河湖海的严重污染,湖泊中藻类的大量的繁殖既消耗了水中的
溶解氧,又释放致嗅物质,导致饮用水异嗅问题经常暴发,水体中有毒有害化学
物质不断增加,对城市供水安全构成严重威胁。本课题针对水体中嗅味物质——
2-MIB 和 Geosmin,利用不同粒径的粉末活性炭对其进行去除并研究其吸附特
性,为实际应用提供理论依据。
在水源受到嗅味物质的污染时,投加粉末活性炭是一种经济、有效的水质应
急处理方法。本文重点研究了不同粒径粉末活性炭吸附水中 2-MIB 和 GSM 的吸
附特性,主要包括以下三个方面(1)不同粒径粉末活性炭吸附 2-MIB 和 GSM 吸
附容量,吸附热力学和吸附动力学影响;(2)石砭峪水库和黑河水库原水有机
物分子量分布分析,以及粉末活性炭对原水中有机物和嗅味物质的吸附特性研
究;(3)研究粉末活性炭-混凝工艺对石砭峪水库水质处理的效果。
本课题主要研究成果:
(1)粉末活性炭对土霉味物质 2-MIB 和 GSM 吸附性能良好。随着粉末活性
炭的粒度 d 的减小,即随着粉末活性炭比表面积 S 的增大,粉末活性炭对 2-MIB
和 GSM 的吸附量 qe 增大。吸附动力学研究表明, 600 目活性炭在 30min 内对蒸
馏水中 2-MIB 的去除率可达到 95%,即达到了吸附平衡状态,400 目,300 目,
200 目去除率分别为 85%,60%,51%;二级反应动力学模型能很好的拟合其对 2-
MIB 和 GSM 的吸附过程。吸附等温线研究表明,Freundlich 吸附等温线模型比
Langumir 吸附等温线模型更好的拟合 2-MIB 和 GSM 的吸附平衡。
(2)石砭峪水库原水分子量集中在 0~4000Da 之间,其中 2500~4000Da 之间
占了将近 60%,为腐植酸类,富里酸和一些小分子的亲水性有机酸等。主要是由藻
类和水生植物的代谢和土壤有机物释放而产生。黑河水库原水分子量由一部分高
分子量和一部分低分子量组成,其中高分子量集中在 18wDa-20wDa 之间,约占
整体分子量的 43%,其中 3500Da 到 2000Da 之间占了将近 40%。
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PAC 对石砭峪水库原水和黑河水库原水中 Geosmin 的去除率达到了 72%,而
对蒸馏水中 Geosmin 的去除率为 78%;对 2-MIB 的去除率分别达到了 70%和
75%,对蒸馏水中 2-MIB 的去除率为 83%。相对于蒸馏水,其去除率均有下降。
(3)采用两种不同的混凝剂——硫酸铝和聚合***化铝铁,对石砭峪水库原
水进行混凝实验,去除水中 UV254 和 CODMn,硫酸铝比聚合***化铝铁效果好,但是
对于浊度的去除率,聚合***化铝铁要远远高于硫酸铝。
随着活性炭目数的增大和投加量的增加,其对水中 UV254、 CODMn 的去除效果
变好。活性炭投量分别为 5-30mg/L 时,200 目的活性炭对 UV254 的去除率从 %
增加到 %,对 CODMn 的去除率为 %到 %;600 目的活性炭对 UV254 的去
除率从 %增长到了 33%,对 CODMn 的去除率为 %到 19%。
具有相同比表面积的粉末活性炭对水样中的 UV254 和 CODMn 的去除效果不尽
相同。当使用 600 目的粉末活性炭做实验时,在比 200 目的粉末活性炭少投加
个毫克升,比 400 目少投加 3 个毫克升情况下,其去除率仍比其它两个粒径高
出很多。
关键词:水源;嗅味物质(2-MIB 和 GSM);粉末活性炭;有机物;分子量分布
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Study on the Adsorption Characteristics of Odorous
Substance of Powdered Activated Carbon of Different Grain
Diameter Sizes

Specialty: Municipal Engineering
Graduate: Xi Yang
Supervisor: Prof. Ting-Lin HUANG
Abstract
With the rapid development of our society, espec