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1、三种吸附剂去除水体土霉异味的比较研究_土霉味论文导读:：能有效地吸附水体中的异味物质6。土霉味是饮用水中经常被市民投诉的问题之一。粉煤灰和膨润土等材料由于来源充足。粉煤灰来自湖北省武汉市青山热电厂。高锰酸钾复合药剂去除效率最差。包括粉末活性炭(PAC)和颗粒活性炭(GAC)。关键词：吸附，土霉味，膨润土，粉煤灰，高锰酸钾复合药剂，粉末活性炭水体异味问题是常见的水环境问题之一。土霉味是饮用水中经常被市民投诉的问题之一。在引起水体土霉味问题的化学物质中，以土腥素(trans-1,10-dimethyl-trans-9-decalol，geosmin)和2-甲基异莰醇(2-methylisoborn
2、eol，MIB) 最为常见且最难以去除。人的嗅觉对其极为敏感，只要水中含有痕量的geosmin和MIB便能感觉，其被人感知的阈值分别大约为4 ngL-1和10 ngL-1。常规水处理工艺，例如混凝、沉淀和过滤等，都不能有效地除去饮用水中的土霉味1，曝气也只能去除部分异味。近些年来，已开展了一些饮用水及湖泊的异味控制和去除方法资助基金：国家重点基础研究发展计划资助项目(2008CB418101, 2008CB418006)；国家自然科学基金资助项目(20807055, U0833604)；中国科学院知识创新工程青年人才领域前沿项目。研究，主要有活性炭吸附、化学氧化2-3、光催化氧化4和生物降解5
3、等。使用化学氧化法对饮用水中异味去除有很多报道土霉味，但使用化学氧化处理饮用水异味不仅增加了处理费用，而且不同氧化剂去除效果也有差异,同时原水中的其他有机物或者藻类会与氧化剂反应,容易产生消毒副产物。光催化氧化和微生物降解MIB和geosmin在实验室获得了成功，但目前难以在水处理工业大规模应用。活性炭，包括粉末活性炭(PAC)和颗粒活性炭(GAC)，能有效地吸附水体中的异味物质6，但是使用活性炭处理饮用水异味成本很高。因此，很有必要研制新的适用于水处理工业的土霉味去除的低成本吸附剂。粉煤灰和膨润土等材料由于来源充足，具有使用方便、成本低等特点，近年来在环境方面有很多应用，例如，吸附金属离子、
4、酚类化合物、杀虫剂和有机染料等，但作为吸附剂在去除水体土霉异味方面报道甚少。本研究用粉煤灰和膨润土活化后作为吸附剂吸附土霉异味MIB和geosmin，并与高锰酸钾复合药剂和粉末活性炭吸附土霉异味的效果进行比较。2材料与方法2.1实验材料实验中的MIB和geosmin来自放线菌培养液。该放线菌分离于武汉市莲花湖，能够同时产MIB和geosmin7。MIB和geosmin含量分别为1064 gL-1和1802 gL-1。放线菌培养方法见文献7期刊网。将放线菌培养液用0.22 m膜（Millipore）过滤，4 保存。粉煤灰来自湖北省武汉市青山热电厂。粗膨润土来自湖北省鄂州市梁子湖区沼山膨润土有限责
5、任公司。粉末活性炭（PAC）购自湖北盛世环保科技公司，为木质活性炭。高锰酸钾复合药剂由郑州绿水源科技有限公司生产。2.2实验仪器XRD分析仪（RigakuD/MAX-IIIA，日本理学)；比表面孔径分析仪（COULTER SA3100，Beckman Coulter，美国）；气相色谱仪（GC17AATFW-V3，Shimadzu，日本），色谱柱为DB-5,5苯甲基聚硅氧烷弹性石英毛细管柱(30m0.25mmID 0.25m film)；pHS-3型离子酸度计，上海雷磁。2.3 实验方法2.3.1 膨润土粉煤灰混合吸附剂的制备将膨润土粉碎土霉味，膨润土和粉煤灰过200目筛;将膨润土加入20%（质
6、量比）硫酸中搅拌30 min，再加入一定量的粉煤灰，继续搅拌30min，得到混合物。将混合物进行过滤，超纯水洗涤至中性，干燥获得混合吸附剂。2.3.2 吸附剂去除土霉味实验准确称量一定量的吸附剂加入到250 mL锥形瓶中，加入100 mL含有放线菌培养液的超纯水，MIB和geosmin浓度为50-250 ngL-1,加入适量吸附剂，用PTFE膜封口，25（1）搅拌60 min后离心，取上清液进行分析,计算吸附效率。2.3.3 MIB和geosmin分析水体MIB和geosmin的提取与测定采用顶空固相微萃取-气相色谱法（HSPME-GC-FID）8。首先在125 mL萃取瓶（Supelco,
7、Sigma-Aldrich公司，美国）中加入一个微型磁转子，然后加入适量的离心上清液，加入约30%（质量比）的NaCl，立即用带有聚四氟乙烯（PTFE）涂层的硅橡胶垫的瓶盖（Supelco, Sigma-Aldrich公司，美国）密封。将萃取瓶放入60的恒温水浴装置中，顶空固相微萃取30 min。GC-FID的分析条件为：载气为高纯N2，恒压135 k Pa；进样口的温度为250 ；无分流进样2 min；程序升温条件为：初温60 ，保持2 min，以5 /min 的速度升至200 ，保持2 min，再以20/min的速度升至250 ，保持2 min。FID检测器的温度为270 。3结果与讨论3
8、.1合成吸附剂的吸附效果保持吸附剂总量为20 mgL-1土霉味，硫酸浓度为20% (m/m)，改变粉煤灰和膨润土的比例，制备一系列吸附剂，结果表明膨润土与粉煤灰单独活化吸附效果并不理想，但在某一比例吸附效果较好。然后选取最佳比例的吸附剂，称取不同量的吸附剂在pH 8.0溶液中吸附放线菌产生的异味，测定吸附后的MIB和geosmin的含量，计算吸附效率，结果见表1。从表1可以看出，在吸附剂为15mgL-1时吸附量最大，MIB与geosmin的吸附效率分别为59.9%、63.7%。当吸附剂量继续增加时，吸附效率下降，分析可能的原因是吸附剂量增大时吸附剂发生聚集，比表面积下降，吸附效率降低。表1合成吸附剂最佳吸附量的吸附效果Table 1 Effect of the adsorbent dose on the adsorption efficiency ofMIB and geosmin
