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二氧化钛光催化抑制UV-氯消毒工艺中thms生成的研究

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二氧化钛光催化抑制UV-氯消毒工艺中THMs生成的研究

作者：韩绮山东大学

学位级别：硕士

生物处理出水中存在多种病原微生物、微量有毒有害化学污染物和植物性营养物质,这些物质经过消毒处理后会产生一些对人体有害的消毒副产物。这对再生水安全利用存在一定的风险,从而制约着回用水的再生利用。本论文选用在紫外消毒（UV）... 详细信息

生物处理出水中存在多种病原微生物、微量有毒有害化学污染物和植物性营养物质,这些物质经过消毒处理后会产生一些对人体有害的消毒副产物。这对再生水安全利用存在一定的风险,从而制约着回用水的再生利用。本论文选用在紫外消毒（UV）中添加二氧化钛联合氯消毒对城市污水厂二沉池出水、模拟MBR出水、实际MBR出水进行消毒处理,并研究了光催化对thms消毒副产物前驱物的降解效果。本文还采用树脂分离、三维荧光（3DEEM）、红外光谱（FTIR）、凝胶渗透色谱（GPC）等技术对三种不同水样及其经过光催化处理后的出水中有机物组分进行表征,分析了光催化对不同水样亲疏水特性、荧光特性、红外光谱特性和分子量分布特性的影响。通过研究水样中消毒副产物前驱物的分子量分布特征和亲疏水性有助于处理工艺的选择,并对处理效果做出预测,推测出光催化的降解机理。本论文得出的主要结果如下：（1）在UV消毒中添加二氧化钛对济南市城市污水处理厂二级出水氯消毒副产物有一定的去除效果,三卤甲烷（thms）去除率随着光催化工艺条件的不同存在差异。其中,光催化剂投加量对thms去除效果的影响最大,在所选的投加量范围内,投加量越大,thms去除效果越好。对水中可溶性有机物（DOM）的分析表面,二沉池出水中的主要有机物为芳香蛋白类及类腐殖酸类物质（占有机物总荧光值70%以上）,紫外消毒降低了原水中芳香蛋白类产物的量,但类黄腐酸及类腐殖酸类物质增加。在添加Ti02后,芳香蛋白类物质的量降低幅度增大。由红外光谱分析可知,UV能将水中有机物的部分官能团破坏而添加了二氧化钛后,氧化能力增强,有机物被氧化的更为彻底。GPC结果表明,UV能破坏有机物的分子结构,使大分子有机物被降解为小分子有机物。添加二氧化钛后,有机物被光催化进一步降解。（2）MBR技术和光催化技术联用处理明显提高了出水水质,降低了MBR出水中消毒副产物前驱物的含量,但总三卤甲烷生成势（THMFP）降低不多。树脂分级分离试验表明,MBR光催化可以降低疏水性物质（HOA）组分产生的thms,从而降低水中的消毒副产物含量。三维荧光分析结果显示,与MBR出水相比,MBR光催化出水总荧光强度明显降低,其中芳香蛋白类有机物明显减少。（3）对实际MBR出水研究表明,光催化能有效降低实际MBR出水中thms前驱物的量。光催化对实际MBR出水中的HOA有较好的去除效果,但对疏水碱性物质（HOB）,疏水中性物质（HON）及亲水性物质（HIS）去除效果不明显。实际MBR出水及MBR光催化出水中的主要荧光物质均为腐殖酸类有机物。实际MBR出水与MBR光催化出水相比含更多的芳香蛋白类物质。光催化可以破坏水中有机物的大部分官能团,对酚、醇类有机物,芳香环和不饱和芳香性物质以及羧酸类化合物有较好的去除效果。实际MBR出水及MBR光催化出水主要都以大于20 kDa分子量的大分子有机物为主。光催化能有效破坏水中的大分子物质,使之降解为小分子有机物。

关键词：光催化 MBR 消毒副产物 DOM thms

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活性炭吸附去除自来水中thms的应用研究

活性炭吸附去除自来水中THMs的应用研究

作者：郭庆龄浙江大学

学位级别：硕士

自来水中普遍含有氯消毒副产物thms,长期饮用影响人体健康。活性炭吸附技术能够有效去除thms,但目前市场上活性炭品种繁多,应选择合适的活性炭对thms进行吸附去除。本文对我国40个城市自来水基本水质及氯消毒副产物thms调研分析,从安全... 详细信息

自来水中普遍含有氯消毒副产物thms,长期饮用影响人体健康。活性炭吸附技术能够有效去除thms,但目前市场上活性炭品种繁多,应选择合适的活性炭对thms进行吸附去除。本文对我国40个城市自来水基本水质及氯消毒副产物thms调研分析,从安全性能、结构性能及吸附性能三个角度对15种不同品牌不同材质的活性炭进行评价,考察各分析方法的评价相关性与有效性。筛选出4种性能较优的活性炭进行去除自来水中低浓度thms的效果实验,分别从静态吸附动力学及动态穿透两个方面进行研究,分析吸附速度、吸附平衡时间;根据Freundlich等温吸附线方程拟合活性炭对CHC13、CHC12Br、CHClBr2、CHBr3的吸附容量;研究thms初始浓度、温度、活性炭种类对吸附过程的影响。在此基础上进行动态穿透实验,分析流量、初始浓度、炭床高度对实际运行的影响,结合实验结果初步设计200L/h的标准10寸活性炭净水器滤芯一级、二级和三级吸附装置。具体研究成果如下:(1)我国城市自来水水质调研分析表明:我国自来水pH值稳定处于7～8之间,符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)中6.5～8.5的要求。我国华东、华南、西南、东北地区自来水的总溶解性固体TDS除个别城市外均低于150mg/L,华中、华北、西北地区的自来水TDS相对较高。自来水中氯消毒副产物以CHC13为主,占thms检测总量60%以上,检测结果均小于60μg/L。从thms检测值与《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)中规定各限值的比值之和来看,水样 HD10、HD11 超过 1,HD14、HD17、HN1、HN2、XB1 接近 1,其余水样符合限值要求。(2)活性炭筛选与评价结果表明:参考我国活性炭净水器相关标准,1-3#、2-1#、3-2#、5-1#、5-2#、8#更适合用作生活饮用水净水炭。木屑炭1-4#、7-2#的微孔最为发达,比表面积最大达到1600m2/g以上,对小分子有机物的吸附效果最好,椰壳炭 1-1#、2-1#、3-1#、5-1#、7-1#、8#次之,比表面积>800m2/g;7-1#、7-2#的中孔最为发达,对小分子有机物的吸附速度最快,1-3#、2-2#、3-1#、4#、7-1#次之。活性炭的孔容与比表面积在一定程度上呈正相关性。从孔径来看,椰壳炭1-1#、2-1#、5-1#、8#对小分子有机物吸附效果最好。从15种活性炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和苯酚吸附值来看,评价结果与活性炭结构分析结果基本保持一致。(3)活性炭对自来水中thms的静态吸附动力学分析及动态穿透实验表明:从吸附速率来看,所选4种活性炭对thms的吸附效果5-1#最好,7-1#次之,7-2#和5-2#较差。从吸附平衡时间来看,吸附开始1h后4种活性炭对thms基本达到吸附平衡,1h～4h之间吸附缓慢,4h之后基本不再吸附。由Freundlich拟合结果可知活性炭吸附thms的过程属于非均匀表面吸附。根据Freundlich经验常数K和1/n可知,在实验条件下,活性炭5-1#更适合用于吸附thms,与第5章活性炭评价结果一致。thms的初始浓度越大,活性炭的吸附速率越快。在实验条件范围内温度对活性炭吸附thms的影响很小,温度升高,活性炭对thms的吸附速率小幅增大。活性炭5-1#对thms的吸附效果依次为CHBr3>CHClBr2>CHC12Br>CHC13。(4)动态穿透实验结果表明:在实验条件下,进水流量越大,thms浓度越高,活性炭穿透越快,活性炭吸附容量及容量利用率有少量增加,而炭床高度越大,活性炭穿透越慢,但对活性炭的吸附容量及容量利用率没有明显影响。(5)设定进水浓度为国标限值的2倍即co(CHCl3)=120μg/L进行装置设计计算,装置处理水量设定为200L/h,经过活性炭吸附后thms各浓度与国标限值的比值之和不超过1即ce≈20 μg/L,按照市售标准10寸净水器滤芯设计,活性炭床利用率为68.4%,一级吸附每4个月更换一次活性炭滤芯,二级吸附每9个月更换一次,三级吸附每15个月更换一次。本研究为如何快速有效选择活性炭提供理论依据,为活性炭吸附去除自来水中thms的实际应用提供一定的参考。

关键词：水质调研活性炭评价 thms 静态吸附动态穿透装置设计

thms在生活饮用水消毒中形成机理及去除方法

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民营科技 2008年第6期 42-43页

作者：胡浩平肇州县水资源管理委员会办公室黑龙江肇州166400

随着水处理技术的发展,饮用水消毒剂及应用研究取得了很多成果。在饮用水消毒过程中会形成thms,由于三卤甲烷thms(Trihalomethanes)对肝脏、肾脏和消化系统具有致癌作用,因此,它在饮用水中的形成和控制越来越引起人们的关注。主要从THM... 详细信息

随着水处理技术的发展,饮用水消毒剂及应用研究取得了很多成果。在饮用水消毒过程中会形成thms,由于三卤甲烷thms(Trihalomethanes)对肝脏、肾脏和消化系统具有致癌作用,因此,它在饮用水中的形成和控制越来越引起人们的关注。主要从thms的产生、形成机理、危害、影响因素和控制技术等几方面对有关thms的研究进展进行了论述。

关键词：三卤甲烷形成机理影响因素 thms

含水层储水和回采过程中预测的HAAs和thms的演变

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水文地质工程地质技术方法动态 2001年第3期 7-8页

作者：葛秀珍

表面改性活性炭对饮用水中thms吸附性能研究

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贵州化工 2003年第1期28卷 24-26页

作者：张建策岳阳师范学院化学化工系湖南岳阳414000

通过对活性炭的表面改性 ,并对氯化消毒后的高色度水进行吸附处理 ,可使其三氯甲烷 (thms)的含量降低到 4 4 μg/dm3 ,达到国家生活饮用水质标准。

关键词：表面改性 thms 吸附水质标准

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控制饮水中thms的有效消毒剂—二氧化氯

武汉城市建设学院学报 1987年第4期 92-95页

作者：童秀芳武汉城建学院环境工程系

1908年,美国新泽西洲首先用氯消毒饮水,使传染病的发病率显著下降。七十年代初,荷兰和美国的水处理研究者发现,加氯消毒后,在饮水中产生三卤甲烷类(thms)化合物,主要是氯仿,三溴甲烷,二氯乙酸,氯和溴之间的中间产物如溴仿,二溴一氯甲烷... 详细信息

1908年,美国新泽西洲首先用氯消毒饮水,使传染病的发病率显著下降。七十年代初,荷兰和美国的水处理研究者发现,加氯消毒后,在饮水中产生三卤甲烷类(thms)化合物,主要是氯仿,三溴甲烷,二氯乙酸,氯和溴之间的中间产物如溴仿,二溴一氯甲烷,二氯一溴甲烷等,经研究确认,它们具有致癌、致突作用。由动物试验得出,地面水中的腐殖酸,富里酸,色素以及含吡咯环的化合物是氯代形成

关键词：二氧化氯消毒剂 thms 饮水