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磁性凹土树脂对微污染水源水中有机物的吸附性能研究

2020-12-20 11:10编辑: www.51jrft.com51今日论文网
以实验室制备的磁性凹土树脂材料为基础,研究磁性凹土树脂吸附微污染水源水中的有机物。以天然有机物中的腐植质为对象,采用静态吸附的方法,研究磁性凹土树脂吸附动力学和吸附等温,分析磁性凹土树脂对有机物的吸附能力。同时以微污染水源水中不同相对分子质量的有机物的区间分布为对象,研究磁性凹土树脂对有机物的去除特性。实验结果表磁性凹土树脂吸附微污染水源水中的有机物符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,磁性凹土树脂对有机物的吸附是物理吸附和化学吸附共同作用的结果;磁性凹土树脂对微污染水源水中相对分子量区间为1~10kDa的有机物去除效果较显著。表明磁性凹土树脂对微污染水源水中有机物有着很好的吸附效果,为水处理提供较好的技术支持。关键词 磁性凹土树脂,微污染水源水,相对分子质量,有机物去除效果目 录
1 绪论 5
1.1微污染水源水水污染现状 5
1.2微污染水源水处理技术 6
1.3树脂材料对微污染水源水中有机物的吸附 7
1.4磁性凹土树脂材料对微污染水源水中不同相对分子质量有机物的吸附 8
1.5本论文选题依据与意义 8
2实验部分 9
2.1 实验仪器 9
2.2实验药品 10
2.3 实验方法 11
2.3.1 磁性凹土树脂材料 11
2.4磁性凹土树脂吸附容量的测定 12
2.4.1 腐植酸标准曲线的绘制 12
2.5磁性凹土树脂吸附性能试验 13
3结果与讨论 14
3.1磁性凹土树脂材料吸附腐植酸的影响因素 14
3.1.1溶液温度的影响 14
3.1.2接触时间的影响 15
3.1.3初始浓度的影响 16
3.1.4磁性树脂吸附不同相对分子量区间有机物 17
3.2吸附等温线 19
3.3吸附动力学 20
结论与展望 22
致 谢 23
参考文献 24
1 绪论
人类的生产和生活离不开水体资源,而生活饮用水是人类生存不可可缺少的要素,与人们的日常生活密切相关。 饮用水的水源 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072
影响 16
3.1.4磁性树脂吸附不同相对分子量区间有机物 17
3.2吸附等温线 19
3.3吸附动力学 20
结论与展望 22
致 谢 23
参考文献 24
1 绪论
人类的生产和生活离不开水体资源,而生活饮用水是人类生存不可可缺少的要素,与人们的日常生活密切相关。 饮用水的水源中一般都含有一定浓度的天然有机物(Natural OrganicMatters,NOM),天然有机物广泛的存在于各种天然水体中,指动植物、微生物的排泄及分泌物以及它们在自然循环过程中经腐烂分解所产生的物质等[1]。随着生活污水和工业废水,特别是有机化工、制药、石油化工、农药和杀虫剂等行业的废水的注入,自来水厂的原水中会增加多种人工合成有机物(Synthetic organic compounds,SOC),而这些受到污染的饮用水水源水又可被我们称为微污染水源水,微污染水源水一般是指水体受到有机物污染,部分水质指标超过地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅲ类水体规定标准的饮用水源水[2]。
1.1微污染水源水水污染现状
近些年,工业化的迅速发展,城市化规模的不断扩大,人们在生活及生产中排放出来的污染物对源水水质的污染已经愈演愈剧,源水受污染的程度也越来越严重,水中有机物质逐渐增多。微污染水源水中的有机物大致可以分为和两大类:天然有机物(NOM)和人工合成有机物(SOC)[3]。天然有机物(NOM),主要包括腐殖质、微生物分泌物、溶解的动物组织、动物废弃物等等。NOM中50%~80%为腐殖质,广泛存在于土壤、沉积物河水中,主要含有酚羟基、羧基、醇羧基等多种官能团的大分子聚合物。人工合成有机物(SOC),其种类繁多,包括农药、挥发性有机物及有机添加剂等等。通常情况下,可用UV254和TOC衡量水体中NOM的含量。UV254表示水体中芳香烃等有机物在紫外光区波长254nm处的吸收值,反映的是水体中天然存在的腐殖质类大分子有机物以及含C=C双键和C=O双键的芳香族化合物的多少,它不但与TOC有关,而且与色度、三卤甲烷(Trihalomethane, THM)的前驱物有较好的相关性。
在常规水处理工艺的加氯消毒环节中, 有机物的存在还会引起消毒副产物( DBPs) 的生成, 如三卤甲烷类( THMs) 、卤乙酸类( HAAs) 等“三致物质”[4]。我国卫生部于 2006 年颁布的《生活饮用水卫生规范》中对消毒副产物的种类和限值都做了更为严格的规定[5]这种情况的产生主要是由于饮用水水源水中的腐殖质能与氯反应生成氯仿和氯乙酸及其它氯化消毒副产物,如果水体中有合适剂量的溴离子,氯可以将其氧化成次溴酸,后者再与腐殖质反应生成溴仿和溴乙酸及其它溴化消毒副产物。从20世纪60年代以来,不少地区饮用水水源水质日益恶化。调研资料显示目前我国绝大多数自来水厂采用的仍然是传统的净水工艺,即“混凝—沉淀—过滤—加氯消毒”工艺,该常规净水工艺主要去除浊度、色度和部分细菌学等指标,而对有机物特别是溶解性有机污染物去除能力极低。
1.2微污染水源水处理技术
对天然有机物(NOM)的去除被认为是减少消毒副产物(DBPs)生成的一种非常有效的方法,是目前水处理界研究的重点和热点,对天然有机物的去除对提高饮用水水质及保障居民健康有着十分重要的意义。目前国内外研究较多的去除方法主要有:强化混凝法、膜滤法、氧化法以及吸附法。
强化混凝就是通过调整 pH 值或者增加混凝剂投加量,以求最大限度的消减水中的天然有机物,从而达到控制消毒副产物生成量的目的,提高水体中天然有机物(NOM)的去除效果,最大限度地去除消毒副产前体物(DBPFP),保证出水中消毒副产物符合饮用水水质标准的要求[6]。Christian[7]等研究认为混凝主要去除憎水性有机物,使用硫酸铝作为混凝剂对有机物的去除效果较好,且对于铝盐类混凝剂,最佳的 pH 值在5.5至6.0之间,同常规的混凝工艺相比,强化混凝对DOC的去除率提高了32%,对BDOC的去除率提高了20%。胡翔等[8]采用聚硅酸硫酸铁(PSI)强化混凝处理微污染水源水中天然有机污染物得到较好的处理效果,UV254去除率能达到50%~80%,剩余浊度可降到1.5NTU以下。娄涛[9]创新使用了沸石粉与絮凝剂强化混凝处理微污染水源水,当沸石粉投加量为30mg/L,复合铝铁投加量为20mg/L时,沸石粉+复合铝铁强化混凝对微污染水源水中UV254的去除率为29.91%,强化混凝对有机物去除率比单独投加复合铝铁提高了10%以上。
膜处理是近年来研究的热点领域,目前应用于水处理技术的膜主要有4类:微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)和反渗透膜(RO)。它们对水体中的臭味、色度、消毒副产物前体物及其它有机物和微生物均有较好的处理效果。孙易兰等[10]创新使用混凝-PAC-超滤膜组合工艺,实验验证了混合工艺对有机物的去除效果优于单个工艺,对UV254和TOC的去除率稳定在60%和40%。沈智育等[11]构建了前段为在线混凝-超滤组合装置,后段为纳滤装置的混凝-超滤-纳滤组合工艺的多段式组合
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