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李文涛博士在Water Research杂志上发表研究论文
 

 

本团队助理研究员李文涛博士近期在国际水处理研究领域著名期刊Water Research杂志上发表研究论文,论文信息如下:Li, W.-T.*; Cao, M.-J.; Young, T.; Ruffino, B.; Dodd, M.; Li, A.-M.*; Korshin, G., Application of UV absorbance and fluorescence indicators to assess the formation of biodegradable dissolved organic carbon and bromate during ozonation. Water Research 2017, 111, 154-162


论文图形摘要

 

     臭氧近年来被广泛用于饮用水或污水处理进行消毒或氧化。然而由于溶解性有机物的存在,实现消毒或氧化所需的臭氧投加量会产生一系列有机或无机消毒副产物。一方面臭氧氧化可将难以生物降解的DOM组分氧化成为可生物降解物质,如醛类、羧酸类和酮类,需要在后续生物滤池工艺中进一步去除,以增强出水的生物稳定性;另一方面,对于含Br-浓度较高的水体,臭氧氧化会将Br-转化为BrO3-,作为潜在的致癌物,美国、欧盟和我国等多个国家将饮用水中BrO3-浓度上限定为10 μg/L

     在智慧水务背景下,本论文运用紫外、荧光光谱指标及LED水质传感器信号作为替代性指标来预测臭氧氧化工艺中可生物降解有机碳与溴酸盐的生成水平。研究发现可生物降解有机碳的生成随光谱信号的降低在初始阶段呈现迟滞,随后明显增长;其拐点所对应的紫外吸光度UVA254UVA280降低约35-45%,腐殖质类荧光信号降低约75-85%。体积排阻色谱及其二维相关分析同相图表明生活污水中的大分子生物聚体类物质(>20 kDa)和地表水中的中等分子量腐殖质类物质(5.5-20 kDa)降解转化为小分子有机物,这些小分子有机物的生成是可生物降解有机碳的主要来源。研究还发现当O3/DOC比率低于~0.4时,未观察到BrO3-的显著生成;当O3/DOC比率高于~0.4时,BrO3-随着O3/DOC的增加而呈线性增加。当采用光谱指标时,BrO3-开始显著生成的拐点为:UVA254降低45-55%UVA280降低50-60%以及腐殖质荧光信号降低86-92%。与紫外吸光度指标不同的是,不同溶解性有机碳浓度和不同初始溴离子浓度对溴酸盐生成与腐殖质类荧光变化二者之间的关系影响较弱,表明腐殖质类荧光更适合应用于臭氧工艺中溴酸盐生成浓度的在线预警。

     本论文的研究工作获得国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项(No. 2016YFE0112300)等项目的资助,研究结果可为紫外荧光光谱水质传感器在臭氧工艺的智慧调控提供理论支撑。

关于水质传感器应用的姊妹篇如下:

Li, W.-T.; Majewsky, M.; Abbt-Braun, G.*; Horn, H.; Jin, J.; Li, Q.; Zhou, Q.; Li, A.-M.*, Application of portable online LED UV fluorescence sensor to predict the degradation of dissolved organic matter and trace organic contaminants during ozonation. Water Research 2016, 101, 262-271.

Li, W.-T.; Jin, J.; Li, Q.; Wu, C.-F.; Lu, H.; Zhou, Q.*; Li, A.-M.*, Developing LED UV fluorescence sensors for online monitoring DOM and predicting DBPs formation potential during water treatment. Water Research 2016, 93, 1-9.

 
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