紫外/过硫酸盐对藻源消毒副产物前体物的去除特性研究

来源 :山东建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yijianlou
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近年来,随着工农业的发展,污废水排放量增大,湖泊、水库等水源地出现了不同程度的富营养化现象,水体中藻类等浮游植物大量增殖,藻类的代谢产生大量的藻源有机物(AOM)。AOM在水厂消毒过程中会产生消毒副产物(DBPs),威胁人类饮水安全,去除水中的AOM成为一个亟待解决的问题。本文以AOM为研究对象,采用紫外/过硫酸盐(UV/PS)高级氧化技术对AOM中的DBPs前体物进行了降解试验研究。首先对比了铜绿微囊藻、水华鱼腥藻和小球藻的DBPs生成能力,结果表明铜绿微囊藻DBPs生成能力更强,然后进行了铜绿微囊藻AOM的分子量和亲疏水性组成以及各部分的DBPs生成特性分析,结果表明铜绿微囊藻AOM以小分子量和亲水性组分为主,<1kDa的小分子组分和疏水性组分的三氯甲烷生成势(TCMFP)、二氯乙酸生成势(DCAAFP)和二氯乙腈生成势(DCANFP)更大。AOM中含有类富里酸、类腐殖酸、荧光蛋白Ⅰ类、荧光蛋白Ⅱ类和溶解性微生物降解产物。亲水性、过渡亲水性、疏水性组分中都含有类富里酸、类腐殖酸和溶解性微生物降解产物,疏水性组分还含有较多的荧光蛋白Ⅰ类、荧光蛋白Ⅱ类。同时对Br-浓度和DOC浓度对DBPs生成的影响做了试验研究,发现在AOM中加入Br-能使其在氯化过程中生成较多的溴代消毒副产物(Br-DBPs)。DBPs生成量随着Br-浓度和DOC浓度的增加呈现出上升趋势。对比了 UV、PS和UV/PS联合工艺对藻源DBPs前体物的降解效果。结果表明,单独的UV和PS虽然对藻源DBPs前体物有一定的降解效果,但都不如UV/PS工艺效果好。在 UV 剂量为 800mJ/cm2 和 PS 投加量为 5mmol/L 时,AOM 的 TCMFP、DCAAFP 和 DCANFP去除率分别达到34.7%、74.6%和86.6%。采用BBD响应曲面法基于AOM浓度、PS投加量和UV剂量这三个因素对TCMFP和DCANFP去除率建立了模型。DCANFP和TCMFP去除率模型拟合较好。比较了 UV/H2O2和UV/PS对水库水的降解效果,当H2O2和PS投加量都为0.294mmol/L时,UV/PS的降解效果明显较好。对UV/PS降解AOM的影响因素试验表明,Cl-、NO3-、HCO3-对反应的进行均起到一定的抑制作用,导致TCMFP、DCAAFP和DCANFP增大。在酸性和中性条件下UV/PS对AOM的降解效果比碱性条件下好。比较反应前后AOM的不同分子量组分的变化可知,UV/PS对大分子组分的降解能力较强,对小分子的降解能力较弱。比较反应前后AOM的不同亲疏水性组分可知,UV/PS对疏水性组分降解效果最好。三维荧光分析表明反应后AOM中类富里酸、类腐殖酸、荧光蛋白Ⅰ类、荧光蛋白Ⅱ类和溶解性微生物降解产物含量均有所减少,在PS投加量为3mmol/L,UV剂量为800mJ/cm2时,AOM中只剩下溶解性微生物降解产物。LC-OCD分析表明AOM中以生物聚合物组分为主,在经过UV/PS降解后,AOM中分子量较大的生物聚合物和类腐殖酸会转化为腐殖酸降解产物和低分子中性有机物。
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