本文選題：混凝 + 臭氧��； 參考：《山東大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：本論文以山東省商河縣清源水庫(kù)原水為研究對(duì)象,探究臭氧和粉末活性炭(PAC)與混凝沉淀組合聯(lián)用,對(duì)溶解性有機(jī)物(DOM)的深度處理效能以及出水消毒副產(chǎn)物的生成控制情況。以出水UV254和溶解性有機(jī)碳(DOC)去除率為參考,優(yōu)選出最佳混凝劑聚合氯化鋁(PAC1)投加量、臭氧氧化時(shí)間、PAC投加量以及最佳組合方式。用三維熒光檢測(cè)分析出水有機(jī)物官能團(tuán)組成及含量的變化。在氯消毒研究中,首先系統(tǒng)分析了氯消毒條件(消毒時(shí)間和消毒劑量)對(duì)含C-類消毒副產(chǎn)物(C-DBPs)和含N-類消毒副產(chǎn)物(N-DBPs)生成的影響。然后對(duì)混凝(CT)、混凝-粉末活性炭吸附(CT-C)、臭氧-混凝-粉末活性炭吸附(03-CT-C)、混凝-臭氧-粉末活性炭吸附(CT-O3-C)四種不同工藝組合出水進(jìn)行氯消毒實(shí)驗(yàn)。研究不同組合工藝出水中有機(jī)物C-DBPs和N-DBPs的生成濃度、種類分布、三鹵甲烷(THMs)的生成勢(shì)、生成動(dòng)力學(xué)以及溴結(jié)合因子(BIF)的變化情況。本文得到的主要研究結(jié)果如下:(1)混凝對(duì)清源水庫(kù)原水DOM有一定的去除作用,但去除能力有限,在PAC1投加量從0mg/L增加到12mg/L的過程中,DOC去除率緩慢增加,但最高DOC去除率低于50%。PAC對(duì)有機(jī)物有較好吸附去除效果,在PAC投加量為1.0g/L時(shí),吸附達(dá)到平衡。CT-C可以將DOC的去除率提高到80%以上。臭氧可以有效氧化有機(jī)物分子中的雙鍵和芳香結(jié)構(gòu),降低出水有機(jī)物的UV254值,且臭氧化時(shí)間和UV254的去除呈正相關(guān)性。在CT-C過程中加入臭氧可以進(jìn)一步提高10%的有機(jī)物去除率。在四種組合工藝中,CT-03-C對(duì)有機(jī)物的去除效果最好。(2)氯消毒實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明延長(zhǎng)消毒時(shí)間會(huì)增加大部分C-DBPs和N-DBPs生成。三氯甲烷(TCM)和二氯乙腈(DCAN)分別是含量最豐富的C-DBP和N-DBP。隨著消毒時(shí)間的增加,溴代三鹵甲烷(Br-THMs)生成濃度增加,而TCAN是不穩(wěn)定的N-DBP,隨消毒時(shí)間延長(zhǎng)會(huì)水解,濃度降低。因此TCM占總C-DBPs的比例隨消毒時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸降低。氯投加劑量的增加會(huì)提高C-DBPs中氯代消毒副產(chǎn)物(Cl-DBPs)濃度,降低溴代消毒副產(chǎn)物(Br-DBPs)濃度。N-DBPs含量隨氯投加量的改變沒有明顯的變化。(3)單獨(dú)混凝可以去除10.5%的THMs前驅(qū)物和45%的鹵代乙腈(HANs)前驅(qū)物。CT-C對(duì)二者前驅(qū)物的去除率分別為70%和93%。說明PAC對(duì)THMs前驅(qū)物和HANs前驅(qū)物有較好的吸附性能。在CT-C前加入預(yù)臭氧可以降低THMs的總生成濃度,加快HANs的水解速率,但同時(shí)提高了有機(jī)物的三鹵甲烷生成勢(shì)(THMFP),增加出水有機(jī)物Br-THMs的生成濃度。在混凝和臭氧、PAC吸附聯(lián)用后,出水有機(jī)物溴結(jié)合因子(BIF)變大,說明臭氧的氧化增強(qiáng)了有機(jī)物與溴的結(jié)合能力。(4)THMs生成動(dòng)力學(xué)研究表明,清源水庫(kù)原水中25.6%的THMs前驅(qū)物是可以在短時(shí)間內(nèi)與氯反應(yīng)生成消毒副產(chǎn)物,屬于快速反應(yīng)組分DOM。傳統(tǒng)混凝和PAC吸附都可以有效去除這些快反應(yīng)組分。CT-C出水有最小的THMs收益率,說明CT-C對(duì)那些優(yōu)先與氯結(jié)合的有機(jī)物有較好的去除效果。
[Abstract]:Taking the raw water of Qingyuan Reservoir in Shanghe County, Shandong Province as the research object, the combined use of ozone and powdered activated carbon (PAC) and coagulant sedimentation was studied to study the advanced treatment efficiency of dissolved organic matter (DOM) and the control of the formation of disinfection by-products in effluent.According to the removal rate of effluent UV254 and dissolved organic carbon (UV254), the optimal dosage of coagulant PAC1, the dosage of ozone oxidation time and the best combination method were selected.The composition and content of organic functional groups in water were analyzed by three-dimensional fluorescence detection.In the study of chlorine disinfection, the effects of disinfection conditions (disinfection time and disinfectant quantity) on the formation of C-DBPscontaining C-DBPsand N-DBPscontaining N-DBPswere analyzed systematically.Then the chlorine disinfection experiments were carried out on four different processes: CTT, Coagulation-Powder activated carbon adsorption, Ozone Coagulation-Powder activated carbon adsorption, Coagulation-Ozone-Powder activated carbon adsorption CT-O3-C.The formation concentration, species distribution, formation potential, formation kinetics of trihalomethane (THMs) and the change of bromine binding factor (BIFs) of organic compounds (C-DBPs and N-DBPs) in effluent from different combination processes were studied.The main results obtained in this paper are as follows: (1) Coagulation has a certain removal effect on DOM in raw water of Qingyuan Reservoir, but its removal capacity is limited, and the removal rate of PAC1 increases slowly during the process of increasing the dosage of PAC1 from 0mg/L to 12mg/L.However, the highest removal rate of DOC was lower than that of 50%.PAC. When the dosage of PAC was 1.0g/L, the adsorption reached equilibrium. CT-C could increase the removal rate of DOC to more than 80%.Ozone can effectively oxidize the double bonds and aromatic structures of organic molecules and reduce the UV254 value of organic compounds in effluent. The ozonation time is positively correlated with the removal of UV254.Adding ozone to CT-C process can further increase the removal rate of organic matter by 10%.Among the four combined processes, CT-03-C had the best removal effect on organic matter. The results showed that prolonging the disinfection time would increase the formation of C-DBPs and N-DBPs.Trichloromethane (TCM) and dichloroacetonitrile (DCAN) were the most abundant C-DBP and N-DBP, respectively.With the increase of disinfection time, the concentration of brominated trihalomethane Br-THMswas increased, while TCAN was unstable N-DBP, which was hydrolyzed and decreased with the increase of disinfection time.Therefore, the proportion of TCM to total C-DBPs decreased with the prolongation of disinfection time.The concentration of chlorinated disinfection by-product (Cl-DBPs) in C-DBPs was increased with the increase of chlorine dosage.Reducing the concentration of brominated disinfection by-product Br-DBPs.N-DBPs content has no obvious change with the change of chlorine dosage.) Coagulation alone can remove 10.5% THMs precursor and 45% acetonitrile halide HANs) precursor. CT-C can remove 70% and 93% of the precursors, respectively.The results show that PAC has good adsorption properties for THMs precursor and HANs precursor.The addition of pre-ozonation before CT-C can reduce the total concentration of THMs and accelerate the hydrolysis rate of HANs, but at the same time increase the formation potential of trihalomethane and increase the concentration of Br-THMs in effluent.After combined coagulation and ozone PAC adsorption, the BIFs of effluent organic matter increased, which indicated that the oxidation of ozone enhanced the binding ability of organic matter to bromine. The kinetic study on the formation of THMs showed that the oxidation of ozone enhanced the binding ability of organic compounds to bromine.25.6% of the THMs precursors in the raw water of Qingyuan Reservoir can react with chlorine in a short time to form disinfection by-products, which belongs to the rapid reaction component.Both traditional coagulation and PAC adsorption can effectively remove these fast reaction components. CT-C effluent has the minimum THMs yield, which indicates that CT-C has a better removal effect on those organic compounds which are preferentially bound to chlorine.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU991.2

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本文編號(hào)：1770228