五种去除在自然水体中有机污染物的机理
水体中污染物去除
污水中污染物去除一、自然水体有机污染物降解污染物的稀释降解过程主要是水体对污染物进行物理作用、化学作用和生物作用的共同结果。
物理作用主要包括水体对污染物的稀释、吸附、沉淀、凝聚等方面，例如高浓度废污水进入水体后，首先会受到水体的混合、稀释，水量越大或径污比越大，稀释效果越好;污染物同时也会被水体中的悬浮物如泥沙所吸附、沉淀，致使污染物浓度下降;化学作用是污染物与水体组份发生化学反应，使污染物浓度降低，化学作用主要包括氧化、还原、分解等方面。
例如水体中亚硝酸盐等一些还原性污染物会在氧的作用下，逐步氧化至硝酸盐;一些重金属离子如Fe、Pb等，在碱性水环境条件下(如黄河水体的PH值一般在8.0左右，呈弱碱性)，会和水中的OH-结合产生沉淀，使水中重金属离子浓度下降;水体的生化作用是污染物被水体中各种微生物所分解的过程，如水中的好氧微生物会在氧的作用下，把一些有机物分解成无机物，如二氧化碳、水，把氨转化为硝酸盐，使水体得到净化。
有机污染物降解又称BOD降解。
水体中有机污染物因氧化分解而发生的衰减变化过程。
它是水体污染物发生化学或生物化学转化反应中最常见和最重要的一种，也是可为人们利用的自净作用。
在有机物氧化降解时，将消耗水体中的溶解氧，当水体中的耗氧速率大于供氧速率时，水体将出现缺氧，以致使厌氧微生物大量繁殖，水体中可生成甲烷气等发臭气体，使鱼类乃至原生动物死亡。
污水生物处理时微生物在酶的催化作用下，利用微生物的新陈代谢功能，对污水中的污染物质进行分解和转化。
微生物代谢由分解代谢(异化)和合成代谢(同化)两个过程组成，是物质在微生物细胞内发生一系列复杂生化反应的总称。
微生物可以利用污水中大部分有机物和部分无机物作为营养源，这些可被微生物利用的物质，通常称之为底物或基质。
或者更确切地说，一切在生物体内通过酶的催化作用而进行生物化学变化的物质都被称为底物。
分解代谢是微生物在利用底物的过程中，一部分底物在酶的催化作用下降解并同时释放能量的过程，这个过程也称作生物氧化。
生活污水污染物去除机理
按照国家相关标准，生活污水处理主要是SS、BOD、COD、NH3-N、TN和TP的去除，其去除的有关机理如下：（1）SS的去除污水中SS的去除主要靠沉淀作用。
污水中的无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可去除；小直径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，而小直径的无机颗粒（包括尺度大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮体的吸附、网捕作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。
污水厂出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水SS指标，出水中的BOD5、COD Cr、TP等指标也与之有关。
因为组成出水悬浮物的主要成分是活性污泥絮体，其本身的有机成份就高，而有机物本身就含磷，因此较高的出水悬浮物含量会使得出水的BOD5、COD Cr和TP增加。
因此，控制污水厂出水的SS指标是最基本的，也是很重要的。
（2）BOD5的去除污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代谢作用，然后通过泥水分离来完成的。
活性污泥中的微生物在有氧条件下将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞，将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质，其实质是将液相的有机污染物质转化为固相物质，表现为活性污泥量的增长。
（3）COD Cr的去除污水中COD C r去除的原理与BOD5基本相同。
污水厂COD Cr的去除率，取决于进水的可生化性，它与城市污水的组成有关。
对于主要以生活污水及其成份与生活污水相近的工业废水组成的城市污水，其BOD5/COD Cr≥0.5，污水的可生化性较好，出水COD Cr 值可以控制在较低的水平，能够满足COD Cr≤50mg/L的要求。
而成份主要以工业废水为主的城市污水，或BOD5/COD Cr比值较小的城市污水，其污水的可生化性较差，处理后污水中剩余的COD C r较高，要满足出水COD Cr≤50mg/L，有一定难度。
（4）氮的去除污水除氮方法主要有物理化学法和生物法两大类，在市政污水处理行业中生物法除氮是主流，也是城市污水处理中经济和常用的方法。
水生态系统中有机污染物的生物降解机制
水生态系统中有机污染物的生物降解机制水生态系统是地球上最重要的生态系统之一，它提供了许多生态服务，并维持着生命的存在。
然而，由于人类活动的不断扩大和工业化的加速，水体受到了大量有机污染物的污染，对水生态系统造成了严重的威胁。
为了保护水生态系统的健康和可持续发展，深入了解有机污染物的生物降解机制变得尤为重要。
有机污染物主要指的是由人工合成或天然形成的化学物质，如农药、工业废水中的有害物质和有机废弃物等。
这些有机污染物在水体中会导致生态系统的破坏，影响水中生物的生存和繁衍。
一种常见的有机污染物降解机制是微生物的降解作用。
水体中存在着大量的微生物，它们具有多样的代谢途径和降解酶系统，能够将有机污染物转化为无害的物质。
具体而言，微生物通过酶的作用将有机污染物分解为较小的分子，然后利用这些分子进行能量和营养物质的代谢。
例如，水生态系统中的细菌和真菌能够降解农药、有机溶剂等有机污染物，将其分解为二氧化碳、水和无机盐等无害物质。
除了微生物，水生态系统中的其他生物也参与了有机污染物的降解过程。
例如，一些水生动物如浮游生物、水母和藻类等通过摄食和吞噬有机污染物的方式，从水中吸收有机污染物并进行降解代谢。
这种生物摄食降解机制在水生态系统中起到了非常重要的作用，可以有效地减少有机污染物的浓度和毒性。
此外，光照和氧气也对水生态系统中有机污染物的生物降解起到了重要的影响作用。
光照可以照射到水中的有机污染物，使其发生光解反应并分解为无害物质。
氧气则是微生物降解有机污染物所必需的底物，它可以促进微生物代谢途径的进行，加速有机污染物的降解速度。
综上所述，水生态系统中的有机污染物主要通过微生物的降解作用、生物摄食降解、光解和氧气参与等多种机制进行生物降解。
这些降解机制相互作用，共同发挥作用，最终减少有机污染物对水生态系统的危害。
随着对有机污染物降解机制的深入研究，我们可以更好地保护和修复水生态系统，实现可持续发展的目标。
水中有机物污染与清理的机理及技术
水中有机物污染与清理的机理及技术近年来，随着人类经济社会的快速发展，水资源的污染问题日益严重。
其中，水中有机物（OM）污染是目前水环境治理面临的一大难题。
OM污染不仅会给水环境带来严重的破坏，还会危害人体健康。
因此，有必要对水中OM污染的机理和清理技术进行深入研究，以期建立高效的治理方案。
一、水中OM污染的机理水中OM污染指的是水中存在的各种天然或人为的含氧和不含氧化合物，如石油、农药、柴油等，其化学结构和毒性各异。
OM污染主要来源于工业废水、城市污水、农业污染等，这些污染源在生产和使用过程中会释放出大量OM。
OM污染物进入水体后，会通过溶解和悬浮两种方式存在于水体中。
其中，溶解OM是水中OM的主要组分，而悬浮OM相对较小。
OM通过溶解和悬浮两种方式存在于水体中的形态不同，因此污染物释放的方式和治理技术也略有不同。
二、水中OM污染清理技术1.“化学氧化还原”化学氧化还原技术是目前常用的水处理技术之一，可以有效地降解OM污染物。
该技术主要通过添加氧化还原剂使OM的化学键断裂，从而将OM污染物分解成无害的物质。
其中，常用的氧化还原剂有臭氧、过氧化氢、二氧化氯等。
2.生物反应器生物反应器是目前常用的水处理技术之一，可以通过利用微生物的生命活动来降解有机化合物，转化为无害的物质。
生物反应器有两种类型:一种是自然界的湿地生态系统，另一种是人工制造的生物处理系统。
生物反应器可分为生物过滤器和生物反应器两种类型。
生物过滤器是利用自然矿物质过滤作用和生物降解作用对水中OM进行净化的一种技术。
而生物反应器则是利用生物处理技术将水中OM降解成无害物质的一种技术。
生物反应器利用生物膜、悬浮生物等方式去除OM，其效果十分显著。
3.吸附吸附是目前常用的OM污染物清理技术之一，可以有效地去除有毒或有害的OM污染物。
吸附技术是利用吸附剂将污染物分离出来，从而对水中OM进行净化。
吸附剂是一种具有活性表面的物质，可在水处理系统中有效地吸附OM污染物。
去除水体污染物的方法
去除水体污染物的方法
去除水体污染物的方法有以下几种：
1. 沉淀和过滤：将污染水体中的悬浮颗粒物沉淀下来，然后通过过滤器过滤掉。
2. 吸附：使用吸附剂（如活性炭、沸石等）将污染水体中的有机物或重金属离子吸附降解。
3. 生物方法：利用植物、微生物等生物体对水中的有机物进行生物降解，或者通过生物处理系统对废水进行处理。
4. 光解：利用紫外线、光催化剂等方式将污染物在光的作用下进行分解。
5. 氧化：使用氧化剂（如臭氧、过氧化氢等）将有机物进行氧化分解。
6. 反渗透：通过反渗透膜，使水分子通过膜而阻止污染物通过，从而达到去除污染物的目的。
7. 离子交换：利用离子交换树脂将水中的离子与树脂上的离子进行置换，从而去除水中的一些离子。
8. 蒸馏：利用水的沸腾温度低于污染物的沸点的特性，将水加热蒸发，然后重
新冷凝成净水，从而去除污染物。
需要根据实际污染情况和处理需求选择合适的去除方法，也可以结合多种方法进行处理。
去除水中有机物的方法和原理
去除水中有机物的方法和原理水是生命之源，但由于人类活动和工业发展的不合理，水体中的有机物污染日益严重。
有机物污染不仅影响水质，还对水生态系统和人类健康造成危害。
因此，水中有机物的去除成为了重要的环境治理课题之一、本文将介绍一些常用的去除水中有机物的方法和原理。
一、生物处理方法1.活性污泥法活性污泥法是一种常用的生物处理方法，通过给水中添加悬浮性生物物质（活性污泥），使其在适宜的环境条件下分解降解有机物。
有机物经过微生物降解分解为较小的无机物，在氧气的作用下进一步氧化为CO2和H2O。
该方法具有去除效果好、工艺简单、投资成本低的优点。
2.生物膜法生物膜法是一种利用生物膜对有机物进行过滤和降解的方法。
该方法通过在过滤介质（如沙子、活性炭）上形成一层生物膜，有机物通过生物膜时，生物膜上的微生物对有机物进行降解和吸附。
生物膜法具有去除效果好、处理效率高的优点。
二、化学处理方法1.活性炭吸附法活性炭吸附法是一种常用的物理吸附方法。
活性炭具有大量微细的孔隙结构，可以吸附水中的有机物。
活性炭吸附有机物的原理是其孔隙结构能够提供吸附位点，通过吸附作用使有机物分子附着在活性炭表面，从而从水中去除有机物。
2.混凝沉淀法混凝沉淀法是一种利用化学物质使水中的有机物聚集形成较大颗粒并沉淀的方法。
该方法通常使用金属盐或有机聚合物作为混凝剂，可以与水中的有机物结合形成絮凝物，从而实现有机物的去除。
混凝沉淀法适用于处理高浓度有机物的水体。
三、高级氧化法高级氧化法是一种利用强氧化剂或光催化剂对有机物进行氧化降解的方法。
常用的高级氧化法包括臭氧氧化法、超声波氧化法、紫外光氧化法等。
高级氧化法通过氧化剂或催化剂的作用，将有机物分子中的碳氢键断裂，从而实现有机物的降解。
高级氧化法具有去除效果好、适用范围广的优点，但也存在操作复杂、能耗较高等问题。
四、电化学方法电化学方法是一种利用电流产生的化学反应对有机物进行降解的方法。
常见的电化学方法包括电沉积、电氧化、电还原等。
水处理过程中化学物质的去除机理分析
水处理过程中化学物质的去除机理分析随着工业、农业和城市化的发展，水污染成为一个全球性的问题。
对于生产和人类健康来说，清洁的水资源至关重要。
而现代的水处理工艺能够有效地去除水中的有害物质，让被污染的水变得干净可用。
其中一种主要的水处理方式就是化学处理。
那么，在水处理过程中，化学物质的去除机理是什么？一、氧化还原反应（Redox Reaction）氧化还原反应是一种有机化学反应，其中一种化合物在反应中发生氧化反应，而另一种化合物发生还原反应。
在水处理中，氧化还原反应通常用于去除水中的有机物质和氨氮化合物。
氧化反应可以将不稳定的有害物质（例如汞和硒等）转化为较稳定的化合物。
氧化还原反应的机理是：氧化剂和还原剂交换电子，从而引起氧化还原反应。
氧化剂向还原剂捐赠电子，还原剂则接受氧化剂捐赠的电子。
因此，氧化还原反应也被称为电子转移反应。
例如，氯气（Cl2）可以在水中发生氧化还原反应，生成可溶性的氯离子（Cl^-）和氧气（O2）。
Cl2 + 2H2O → H+ + Cl^- + HClO2HClO → 2Cl^- + 2H+ + O2在这个反应中，氯气是氧化剂，它接受了水中的电子，从而被还原。
水是还原剂，它捐赠了电子，从而被氧化。
二、絮凝沉淀（Coagulation and Precipitation）絮凝沉淀是一种常用的物理化学水处理方法，它可以通过添加化学药品，使悬浮在水中的小颗粒凝结成大颗粒，便于沉淀。
这项技术可以去除水中的溶解性有机物，颜色，氨氮化合物，重金属和其他固体物质。
絮凝剂通常是铝盐和铁盐。
这些化合物在水中形成一种正电荷，可以中和其它的负电荷，比如悬浮在水中的颗粒和负电荷的化学物质。
负反应后产生的新化学物质起到的作用使得原本悬浮在水中的负离子与絮凝剂的阳离子组合成大颗粒。
最终，这些颗粒沉淀和被捕捉，从而被从水里去除。
三、微量元素去除（Trace Element Removal）一些微量元素（例如，重金属，砷和铬）是在水污染中比较难去除的化学物质。
研究水体中不同污染物的降解机制
研究水体中不同污染物的降解机制水是生命之源，然而，随着人类活动的不断增加，水体污染问题日益严重。
水体污染不仅对人类健康造成威胁，还对生态环境产生负面影响。
因此，研究水体中不同污染物的降解机制显得尤为重要。
一、有机污染物的降解机制1. 生物降解有机污染物在水体中主要通过微生物的降解来去除。
微生物通过吸附、吞噬或分解有机污染物，将其转化为无害物质。
例如，水体中的细菌和藻类可以降解有机物，还可以分解有机物中的氮、磷等营养物质，减少水体中的富营养化问题。
2. 光解降解光解降解是指有机污染物在光照条件下发生光化学反应，从而降解为无害物质。
光解降解主要依赖于紫外线辐射的作用，通过紫外线的能量激发有机污染物的分子结构，使其发生断裂，从而实现降解。
例如，水中的苯等芳香烃类物质可以通过紫外线的作用发生光解降解。
3. 化学降解化学降解是指通过添加化学物质来使有机污染物发生化学反应，从而降解为无害物质。
化学降解可以分为氧化降解和还原降解两种方式。
氧化降解是通过添加氧化剂，如过氧化氢、高锰酸钾等，使有机污染物发生氧化反应，从而降解为无害物质。
还原降解则是通过添加还原剂，如亚硫酸钠、亚硝酸钠等，使有机污染物发生还原反应，从而降解为无害物质。
二、无机污染物的降解机制1. 吸附降解无机污染物在水体中可以通过吸附作用与水中的悬浮物、沉积物等发生结合，从而降低其浓度。
吸附降解是一种物理过程，通过吸附作用可以将无机污染物从水体中转移到固体表面，从而实现降解。
例如，水中的重金属离子可以通过吸附作用与沉积物结合，从而降低其浓度。
2. 沉淀降解沉淀降解是指无机污染物在水体中与其他物质结合形成沉淀，从而降低其浓度。
无机污染物在水体中与水中的离子、悬浮物等发生反应，形成不溶于水的沉淀物质，从而实现降解。
例如，水中的磷可以与钙离子结合形成磷酸钙沉淀，从而降低水体中磷的浓度。
3. 氧化还原反应无机污染物在水体中可以通过氧化还原反应发生降解。
氧化还原反应是指物质的电子转移过程，通过给予或接受电子来实现物质的转化。
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水处理技术:生物或人类活动能产生很多的有机物污染对自然界产生影响，如农药PCB，洗涤剂TDE，医药残留物(pharmaceuticals),或内分泌紊乱化学品(EDC)、消毒副产物(DBP)、藻毒素、等等。
虽然其中很多可能在现有的废水处理厂被去除，但排放到或已存在于自然水体的这些污染物仍可能对环境及未来对环境的使用产生负面影响。
所以，有必要对这些物质在环境中的自然去除机理程度。
此外，对自然机理的理解也能够促进人类对这些机理的有针对性使用，具有仿生学的重要意义。
吸附(adsorption)：
吸附机理发生在有机物与水体内部或底部固体颗粒之间，在达到饱和之后，有机物将随固体颗粒的沉降被水体截留。
决定该部分最重要的影响因素是有机物分离系数(Koc) 和水体颗粒的浓度。
系数越大，水体可吸附颗粒越多，有机物被吸附的可能越大。
在地表水体中，颗粒成分一般不超过10g/L，多数有机物的Koc 在10-3以下，所以有机物在地表水中被吸附的量一般不会超过10%。
其影响力可以忽略不计。
但在地下水，可吸附土壤超过1000g/L，停留时间超出百倍，故大多数有机物都能被地下含水层截留。
生物降解(biodegradation)：
可分为有氧和无氧两种。
前者一般存在于浅层地表水中，而后者多为地下中。
由于微生物的无处不在，生物降解几乎发生在任何地方。
它对有机物的去除速度受众多因素的影响，包括物理因素(如温度、阳光)、化学因素(如营养物的存在，氧气)，生物因素(如微生物的种类、数目、驯化程度)，等等。
对此机理比较抗拒的有机物多为农药(如666)，洗涤剂(TDE)等含氯程度比较高的物质。
气提(volatilization)：
其主要影响因素有自身因素如亨利常数、在水中的扩散系数，也受水文因素(流动速度、搅拌程度)，温度、及空气流动速度等因素的影响。
这些因素的数值越大，一般就越容易被气提。
所以，气提在自然界中主要存在于快速流动、搅动剧烈的水体中，如山泉、瀑布等。
此外，以离子状态存在的有机物(如有机酸)有很强的亲水性能，也不容易被气提。
所以有机物的酸碱分离常数pKa 也常常是鉴别有机物是否能被气提的标记。
水解(hydrolysis)：
从分子结构讲，水解的程度和速度主要受化学熵能量的影响。
因此，有机物的分子量大小，化学键种类，和结构都是水解的控制因素。
从反应速率角度讲，水解可能由水的酸性，碱性，和中性情况决定，不同的化学物表现不同。
基于这些控制因素，通过了解化学物在某两个或三个温度或酸碱度条件的表现，就能推导出其在其它任何条件的表现。
或者，通过了解某类化学品中2到3个化学品在某固定条件的水解速率，也可以推导出其它化学品的水解速度。
光解(photolysis)：
很久以来，化学物品在不同光波的反应不同这个现象就已经被认识了。
普遍存在的红外光，可见光，紫外光光谱仪都广泛存在于各类实验室。
甚至荧光光谱也正在迅速发展。
同时，也正是这类光能对化学物质的影响，导致了很多有机物的降解。
其影响因素概括起来有光的因素(光强，光波范围)，化学品自身因素(敏感波段，强度、化学键和结构)、媒介因素(水的深浅，清澈度)，干扰因素(其它化学品的存在、云层)等。
所以整体看来，在浅层清澈水体中有机物有被光解的可能性比较大。
值得一提的是，有些不容易被其它机理降解的物质，如NDMA(二甲基亚硝胺)，能很快的被光解。
以上机理中的重要影响指标都可以在美国环保署的化学品特性软件(EPIWIN)被预测。
妥善的使用这些预测数据可以帮助理解有机污染在自然解的“生存”状态，指导科研人员从事更有效的现场调查活动。
随后的文章将举例说明此五类机理在三种不同地表水文状况下的表现，包括：水浅而快速流动的小溪，水深而几乎凝滞的湖水，以及介于两者之间的河水。