Mika Sillanpää's research work centers on chemical treatment in environmental engineering and environmental monitoring and analysis. The recent research focus has been on the resource recovery from waste streams. Sillanpää received his M.Sc. (Eng.) and D.Sc. (Eng.) degrees from the Aalto University where he also completed an MBA degree in 2013. Since 2000, he has been a full professor/adjunct professor at the University of Oulu, the University of Eastern Finland, the LUT University, the University of Eastern Finland and the University of Johannesburg.
Approximately 77 percent of the freshwater used in the United States comes from surface-water sources and is subject to natural organic matter contamination according to the United States Geological Survey. This presents a distinct challenge to water treatment engineers. An essential resource to the latest breakthroughs in the characterization, treatment and removal of natural organic matter (NOM) from drinking water, Natural Organic Matter in Waters: Characterization and Treatment Methods focuses on advance filtration and treatment options, and processes for reducing disinfection byproducts. Based on the author's years of research and field experience, this book begins with the characterization of NOM including: general parameters, isolation and concentration, fractionation, composition and structural analysis and biological testing. This is followed by removal methods such as inorganic coagulants, polyelectrolytes and composite coagulants. Electrochemical and membranes removal methods such as: electrocoagulation, electrochemical oxidation, microfiltration and ultrafiltration, nanofiltration and membrane fouling. - Covers conventional as well as advanced NOM removal methods- Includes characterization methods of NOM- Explains removal methods such as: removal by coagulation, electrochemical, advanced oxidation, and integrated methods
Front Cover 1
NATURAL ORGANIC MATTER IN WATER: Characterization and Treatment Methods 4
Copyright 5
CONTENTS 6
CONTRIBUTORS 10
LIST OF ABBREVIATIONS 12
Chapter 1 - General Introduction 16
REFERENCES 27
Chapter 2 - Characterization of NOM 32
2.1 INTRODUCTION 33
2.2 GENERAL PARAMETERS 36
2.3 ISOLATION AND CONCENTRATION 38
2.4 FRACTIONATION 38
2.5 CHROMATOGRAPHIC METHODS 41
2.6 SPECTROSCOPIC METHODS 47
2.7 BIOLOGICAL TESTING 55
2.8 OTHER CHARACTERIZATION METHODS 56
2.9 CONCLUSIONS 57
REFERENCES 59
Chapter 3 - NOM Removal by Coagulation 70
3.1 INTRODUCTION 71
3.2 ALUMINUM-BASED COAGULANTS 76
3.3 FERRIC-BASED COAGULANTS 78
3.4 INORGANIC POLYMER FLOCCULANTS 78
3.5 ORGANIC POLYELECTROLYTES 81
3.6 COMPOSITE COAGULANTS 84
3.7 NOVEL COAGULANTS 86
3.8 CONCLUSIONS 88
REFERENCES 90
Chapter 4 - NOM Removal by Electrochemical Methods 96
4.1 INTRODUCTION 97
4.2 PRINCIPLES OF EC AND EO TECHNOLOGIES 98
4.3 EC AND EO TECHNOLOGIES IN NOM REMOVAL 107
4.4 CONCLUSIONS 118
REFERENCES 120
Chapter 5 - Membranes 128
5.1 INTRODUCTION 129
5.2 MICROFILTRATION 131
5.3 ULTRAFILTRATION 132
5.4 NANOFILTRATION 147
5.5 REVERSE OSMOSIS 158
5.6 MEMBRANE FOULING 160
5.7 CONCLUSIONS 164
REFERENCES 166
Chapter 6 - NOM Removal by Advanced Oxidation Processes 174
6.1 INTRODUCTION 175
6.2 AOPS IN NOM REMOVAL 177
6.3 UV LIGHT BASED APPLICATIONS 178
6.4 FENTON PROCESSES 185
6.5 HETEROGENEOUS PHOTOCATALYSIS AND CATALYTIC OXIDATION 195
6.6 ULTRASOUND IRRADIATION AND E-BEAM IRRADIATION 204
6.7 CONCLUSIONS 215
REFERENCES 218
Chapter 7 - NOM Removal by Adsorption 228
7.1 INTRODUCTION 229
7.2 ADSORPTION 229
7.3 ADSORBENTS AND THEIR CHARACTERISTICS 231
7.4 NOM REMOVAL FROM WATER BY ADSORPTION 233
7.5 CONCLUSIONS 248
REFERENCES 248
Chapter 8 - Ion Exchange 254
8.1 INTRODUCTION 255
8.2 REMOVAL OF NOM FROM WATER BY ION EXCHANGE 257
8.3 CONCLUSION 264
REFERENCES 285
Chapter 9 - Integrated Methods 290
9.1 INTRODUCTION 290
9.2 COUPLING COAGULATION WITH OTHER PROCESSES 290
9.3 COUPLING MEMBRANE TECHNOLOGY WITH OTHER PROCESSES 294
9.4 CONCLUSIONS 309
REFERENCES 309
BIBLIOGRAPHY 318
LIST OF JOURNAL TITLES WITH ABBREVIATIONS 366
INDEX 370
Characterization of NOM
Abstract
Worldwide reports over the last few decades have shown that the amount of natural organic matter (NOM) in surface water is continuously increasing, which has an adverse effect on drinking water purification. For many practical and hygienic reasons, the presence of NOM in drinking water is undesirable. Various technologies have been proposed for NOM removal with varying degrees of success. The properties and amount of NOM, however, can significantly affect the process efficiency. To improve and optimize these processes, it is essential to characterize and quantify NOM at various points during purification and treatment. It is also important to be able to understand and predict the reactivity of NOM or its fractions at different stages of the process. Methods used in the characterization of NOM include resin adsorption, size exclusion chromatography, nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, and fluorescence spectroscopy. The NOM in water has been quantified with parameters including ultraviolet and visible, total organic carbon, and specific UV-absorbance. More precise methods for determining NOM structures have been developed recently: pyrolysis gas chromatography-mass spectrometry, multidimensional NMR techniques, and Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry. This chapter focuses on the methods used for the characterization and quantification of NOM in relation to drinking water treatment.
Keywords
Characterization; Chromatography; Concentration; Fractionation; Natural organic matter (NOM); Spectroscopy
2.1. Introduction
Erscheint lt. Verlag | 7.10.2014 |
---|---|
Sprache | englisch |
Themenwelt | Sozialwissenschaften ► Kommunikation / Medien ► Buchhandel / Bibliothekswesen |
Technik ► Umwelttechnik / Biotechnologie | |
ISBN-10 | 0-12-801719-8 / 0128017198 |
ISBN-13 | 978-0-12-801719-7 / 9780128017197 |
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