飲用水中消毒副產(chǎn)物一溴硝基甲烷的控制技術(shù)研究

【摘要】：飲用水在消毒過程中,產(chǎn)生具有致癌、致畸和致突變作用的消毒副產(chǎn)物,對人類健康會產(chǎn)生嚴重的危害,因此對消毒副產(chǎn)物控制技術(shù)的研究具有重要的意義。本研究采用氣相色譜/質(zhì)譜法,以甲基叔丁基醚為萃取劑,1,2二溴丙烷為內(nèi)標物,建立了消毒副產(chǎn)物一溴硝基甲烷(BNM)的測定方法。以一溴硝基甲烷為研究對象,分別采用Mg/Fe水滑石吸附、氫氧化鈉改性活性炭吸附和高級氧化技術(shù)(O3、UV和UV-O3),系統(tǒng)研究了一溴硝基甲烷的控制技術(shù),分析了其降解機理及動力學(xué)規(guī)律。根據(jù)加標回收率和精密度試驗結(jié)果,本試驗建立的BNM測定方法,其回收率為100.7%~105.6%,相對標準偏差為3.86~6.11%,最小檢測限(MDL)小于3μg/L,準確度較高。對于初始濃度為100μg/L的BNM溶液,吸附劑投加量為0.10g/L時,經(jīng)過90min反應(yīng)后,Mg/Fe水滑石(Mg/Fe-LDH)和Mg/Al水滑石(Mg/Al-LDH)對BNM的去除率分別為92.46%、82.49%,前者是后者的1.12倍。Mg/Fe-LDH投加量和其中鎂鐵摩爾比對去除BNM的效率均有影響,其吸附過程符合準二級吸附動力學(xué)方程。為了提高活性炭(GAC)對BNM的吸附效率,本試驗采用30%的NaOH對顆?；钚蕴窟M行改性,制備了改性活性炭(NaOH-GAC),以提高其吸附容量。當(dāng)BNM濃度為100μg/L,吸附劑投加量均為0.50g/L時,NaOH-GAC和GAC對BNM的去除率分別為90.25%和70.68%,前者是后者的1.28倍。吸附劑對BNM的吸附過程大致分快速、慢速和動態(tài)平衡3個階段,NaOH-GAC和GAC吸附BNM的平衡時間分別為120min、180min,前者比后者提早了60min。NaOH-GAC和GAC吸附BNM的過程用Freundlich模型擬合效果較好,符合準二級吸附動力學(xué)方程。UV-O3聯(lián)合工藝比單獨UV或O3工藝對BNM有更好的去除效果。對于初始濃度為100.0μg/L的BNM溶液,反應(yīng)210min后,單獨O3(濃度7.88mg/L)、單獨UV(紫外強度31μw/cm2)以及UV-O3聯(lián)用,降解BNM的效率分別為30.09%、34.36%、71.39%。增加O3投加量和提高紫外光強,均能夠提高UV-O3工藝對BNM的降解效果。UV-O3聯(lián)用工藝降解BNM符合一級反應(yīng)動力模型。 【關(guān)鍵詞】：飲用水 消毒副產(chǎn)物 一溴硝基甲烷 水滑石 改性活性炭 高級氧化
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU991.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 概述12-13
• 1.2 飲用水消毒技術(shù)13-15
• 1.2.1 氯消毒技術(shù)13
• 1.2.2 傳統(tǒng)消毒劑的替換13-15
• 1.3 飲用水中的消毒副產(chǎn)物15-17
• 1.3.1 消毒副產(chǎn)物的分類15-16
• 1.3.2 消毒副產(chǎn)物的前體物16
• 1.3.3 消毒副產(chǎn)物的危害16-17
• 1.4 消毒副產(chǎn)物的控制途徑17-20
• 1.4.1 原水中DBPs前體物的去除技術(shù)18-19
• 1.4.2 飲用水中已生成DBPs的去除技術(shù)19-20
• 1.5 飲用水消毒副產(chǎn)物的分析方法20-22
• 1.5.1 消毒副產(chǎn)物的預(yù)處理技術(shù)20-21
• 1.5.2 消毒副產(chǎn)物的檢測方法21-22
• 1.6 論文的背景、研究目標、主要內(nèi)容和技術(shù)路線22-24
• 1.6.1 研究背景22
• 1.6.2 研究目標22
• 1.6.3 主要內(nèi)容22-23
• 1.6.4 技術(shù)路線23-24
• 第二章 試驗材料和分析方法24-30
• 2.1 試驗材料和儀器24-25
• 2.2 分析方法25-29
• 2.2.1 測試步驟25-26
• 2.2.2 分析條件26
• 2.2.3 工作曲線的繪制26-27
• 2.2.4 標準色譜圖27
• 2.2.5 加標回收率和精密度27-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第三章 MG/FE水滑石吸附一溴硝基甲烷的試驗研究30-42
• 3.1 材料與方法30-35
• 3.1.1 主要材料30
• 3.1.2 水滑石的制備方法30-31
• 3.1.3 水滑石的表征方法31-34
• 3.1.4 試驗方法34-35
• 3.2 結(jié)果與討論35-41
• 3.2.1 表征結(jié)果分析35-37
• 3.2.2 反應(yīng)時間對去除BNM效果的影響37-38
• 3.2.3 吸附劑投加量對去除BNM效果的影響38-39
• 3.2.4 鎂鐵比對去除BNM效果的影響39
• 3.2.5 動力學(xué)分析39-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 第四章 改性活性炭吸附一溴硝基甲烷的試驗研究42-53
• 4.1 材料與方法42-43
• 4.1.1 主要材料42
• 4.1.2 改性活性炭的制備方法42
• 4.1.3 活性炭的表征方法42-43
• 4.1.4 試驗方法43
• 4.2 結(jié)果與討論43-52
• 4.2.1 活性炭表征結(jié)果分析43-46
• 4.2.2 吸附劑投加量對吸附效果的影響46-47
• 4.2.4 溫度對吸附效果的影響47-48
• 4.2.5 吸附等溫線48-51
• 4.2.6 動力學(xué)分析51-52
• 4.3 本章小結(jié)52-53
• 第五章 高級氧化技術(shù)去除一溴硝基甲烷的試驗研究53-62
• 5.1 裝置與方法53-55
• 5.1.1 試驗裝置與流程53-54
• 5.1.2 試驗方法54-55
• 5.2 結(jié)果與討論55-61
• 5.2.1 單獨O_3對BNM降解效果的影響55-56
• 5.2.2 單獨UV對BNM降解效果的影響56-58
• 5.2.3 UV-O_3聯(lián)用對BNM降解效果的影響58-59
• 5.2.4 不同工藝對BNM降解效果的比較59-60
• 5.2.5 動力學(xué)分析60-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 第六章 結(jié)論與建議62-64
• 6.1 結(jié)論62-63
• 6.2 建議63-64
• 參考文獻64-72
• 致謝72-73
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73

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