本文關(guān)鍵詞：硫酸根自由基降解飲用水中典型嗅味物質(zhì)2-MIB的效能及機(jī)制研究

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【摘要】：近年來,隨著工農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展,水體污染現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,同時(shí)也導(dǎo)致了水體富營養(yǎng)化等問題。富營養(yǎng)化不僅導(dǎo)致藻類大量繁殖,破壞水中的生態(tài)環(huán)境,而且會(huì)釋放出大量的嗅味物質(zhì),造成大面積嗅味污染事件,給飲用水供水安全帶來了嚴(yán)重隱患。二甲基異莰醇(2-MIB)是水源中最常見、影響最廣的嗅味物質(zhì),常規(guī)水處理工藝較難將其有效去除。過硫酸鹽活化氧化技術(shù)作為一種新型高效的高級(jí)氧化技術(shù),近年得到了廣泛關(guān)注和研究。本文利用全自動(dòng)頂空固相微萃取裝置,結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,建立了水體中典型嗅味物質(zhì)2-MIB的檢測(cè)方法,可以快速、高效靈敏地檢測(cè)水中痕量濃度的2-MIB。本文研究了熱活化過硫酸鹽(PS)降解2-MIB的機(jī)理和降解動(dòng)力學(xué),以及反應(yīng)溫度、PS初始濃度、2-MIB初始濃度、p H、水中共存陰離子對(duì)反應(yīng)的影響。結(jié)果表明,熱活化PS系統(tǒng)對(duì)2-MIB具有很好的去除效果,2-MIB的降解符合擬一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué),和阿倫尼烏斯方程理論。PS初始濃度和2-MIB初始濃度對(duì)反應(yīng)速率均有很大的影響。隨著PS濃度的增加,反應(yīng)速率增加。2-MIB初始濃度越大,反應(yīng)速率越慢。水中共存陰離子對(duì)熱活化PS系統(tǒng)影響明顯,在添加相同摩爾濃度條件下熱活化PS降解2-MIB的影響大小遵循如下規(guī)律:CO32-HCO3-Cl-。本文還研究了亞鐵離子活化PS(Fe2+/PS)系統(tǒng)降解2-MIB的機(jī)理和降解動(dòng)力學(xué),以及反應(yīng)溫度、Fe2+、PS濃度、Fe2+與PS的摩爾比例、檸檬酸濃度、p H等對(duì)反應(yīng)的影響。結(jié)果表明,Fe2+/PS系統(tǒng)在常溫下就可以對(duì)2-MIB起到很好的降解效果。同時(shí),Fe2+/PS降解2-MIB分為兩個(gè)過程,前5min為快速階段,5min后為慢速反應(yīng)階段,慢速反應(yīng)階段符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。在Fe2+:PS=1:1時(shí),系統(tǒng)對(duì)2-MIB的降解最為經(jīng)濟(jì)有效。不同p H的降解效率從高到低依次為酸性、中性和堿性。當(dāng)向體系中加入適量的檸檬酸時(shí),能夠提高2-MIB的降解率。隨著加入的檸檬酸的濃度增加,去除效果反而降低。研究還考察了不同濃度的Fe2+/PS滅活產(chǎn)嗅假魚腥藻過程中,藻細(xì)胞光合作用活性,以及產(chǎn)嗅假魚腥藻總2-MIB和胞外2-MIB的變化規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn),等摩爾比的PS/Fe2+在濃度為0.5到5m M時(shí)+能在5min使產(chǎn)嗅假魚腥藻喪失光合作用活性,在Fe2+/PS濃度為0.5m M和1m M條件下,由于藻細(xì)胞的破裂,胞外2-MIB濃度先升高后被逐漸降低;在5m M的Fe2+/PS的體系內(nèi),由于高濃度的SO4-?對(duì)2-MIB降解速度更快,因而胞外的2-MIB沒有明顯的升高階段。用不同濃度的Fe2+/PS處理實(shí)際水體時(shí)發(fā)現(xiàn),0.5m M的Fe2+/PS處理效果最佳,2-MIB去除率可達(dá)到89.68%,濁度可以低至0.5NTU,同時(shí)TOC的含量也下降了39%。
【關(guān)鍵詞】：嗅味物質(zhì) 二甲基異莰醇 過硫酸鹽 硫酸根自由基 反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 降解機(jī)制
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU991.2
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-25
• 1.1 課題研究背景9
• 1.2 水中嗅味物質(zhì)的種類，，來源及分析評(píng)價(jià)方法9-16
• 1.2.1 水中嗅味物質(zhì)的種類10-12
• 1.2.2 水中嗅味的來源12
• 1.2.3 嗅味物質(zhì)的分析及評(píng)價(jià)方法12-16
• 1.3 水中嗅味的去除方法16-20
• 1.3.1 曝氣、混凝、沉淀、砂濾等傳統(tǒng)水處理工藝16-17
• 1.3.2 化學(xué)氧化工藝17-18
• 1.3.3 吸附處理工藝18-19
• 1.3.4 生物處理19-20
• 1.3.5 其它方法20
• 1.4 硫酸根自由基去除有機(jī)污染物技術(shù)20-23
• 1.4.1 熱活化PS21
• 1.4.2 過渡金屬離子、金屬氧化物活化PS21-22
• 1.4.3 紫外活化PS22-23
• 1.4.4 零價(jià)鐵活化PS23
• 1.5 研究目的與內(nèi)容23-25
• 1.5.1 研究目的與意義23
• 1.5.2 研究內(nèi)容23-24
• 1.5.3 技術(shù)路線24-25
• 2 實(shí)驗(yàn)材料、儀器及方法25-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及材料25-26
• 2.1.1 主要試劑25
• 2.1.2 藻種的培養(yǎng)25-26
• 2.1.3 過硫酸鹽的選擇26
• 2.1.4 其他試劑及材料26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及裝置26-28
• 2.3 分析方法與檢測(cè)儀器28-35
• 2.3.1 2-MIB分析檢測(cè)方法28-30
• 2.3.2 藻細(xì)胞光合活性和葉綠素分析檢測(cè)方法30-31
• 2.3.3 過硫酸鹽濃度測(cè)定31-32
• 2.3.4 亞鐵離子濃度的測(cè)定32-33
• 2.3.5 其他檢測(cè)儀器33-35
• 3 熱活化過硫酸鹽對(duì) 2-MIB降解效果及機(jī)理研究35-49
• 3.1 熱活化PS降解 2-MIB的機(jī)理及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)35-36
• 3.2 反應(yīng)溫度對(duì)熱活化PS降解 2-MIB效果的影響36-38
• 3.3 PS投加量對(duì)熱活化PS降解 2-MIB效果的影響38-40
• 3.4 2MIB初始濃度對(duì)熱活化PS降解 2-MIB效果的影響40-42
• 3.5 不同PH對(duì)熱活化PS降解 2-MIB效果的影響42-44
• 3.6 水中共存陰離子對(duì)熱活化PS降解 2-MIB效果的影響44-48
• 3.7 本章小結(jié)48-49
• 4 亞鐵離子活化過硫酸鹽對(duì) 2-MIB降解效果及研究機(jī)理49-57
• 4.1 Fe~(2+)/PS降解 2-MIB的機(jī)理及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)49-51
• 4.2 Fe~(2+)濃度對(duì)Fe~(2+)/PS降解 2-MIB效果的影響51-52
• 4.3 PS投加量對(duì)Fe~(2+)/PS降解 2-MIB效果的影響52-53
• 4.4 等摩爾比的Fe~(2+)和PS濃度對(duì)Fe~(2+)/PS降解 2-MIB的效果影響53-54
• 4.5 不同PH對(duì)Fe~(2+)/PS降解 2-MIB效果的影響54-55
• 4.6 檸檬酸濃度對(duì)Fe~(2+)/PS降解 2-MIB效果的影響55-56
• 4.7 本章小結(jié)56-57
• 5 Fe~(2+)/PS對(duì)產(chǎn)嗅假魚腥藻及實(shí)際水體中 2-MIB的去除研究57-65
• 5.1 不同濃度的Fe~(2+)/PS系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)嗅假魚腥藻滅活過程中 2-MIB降解和釋放效果的影響57-61
• 5.2 不同濃度的Fe~(2+)/PS系統(tǒng)對(duì)含 2-MIB的實(shí)際水體的處理效果61-63
• 5.2.1 不同濃度的Fe~(2+)/PS系統(tǒng)對(duì)實(shí)際水體 2-MIB去除效果的影響61-62
• 5.2.2 不同濃度的Fe~(2+)/PS系統(tǒng)對(duì)實(shí)際水體濁度和TOC去除效果的影響62-63
• 5.3 本章小結(jié)63-65
• 6 結(jié)論與建議65-67
• 6.1 結(jié)論65-66
• 6.2 建議與展望66-67
• 致謝67-69
• 參考文獻(xiàn)69-77
• 附錄77
• A 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄:77

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本文編號(hào)：692408