【摘要】：我國地表水源水即原水普遍受到污染,其中,微污染原水占有較高比例。我國原水處理一般不使用氯胺而使用氯作為預(yù)氯氧化消毒劑,但是,微污染原水中含有氨氮,在加氯條件下,同樣可能生成氯胺。生成的氯胺就有可能與原水中存在的含二甲胺基化合物或外加的含有二甲胺基水處理劑作用,生成消毒副產(chǎn)物NDMA。由于NDMA具有強(qiáng)致癌性,相關(guān)研究也得到了研究者的高度重視。在用于微污染原水強(qiáng)化混凝處理的復(fù)合混凝劑無機(jī)鹽/PDMDAAC中,PDMDAAC是一個含二甲胺基官能團(tuán)化合物,其所含雜質(zhì)中也有含二甲胺基官能團(tuán)化合物,比如二甲胺鹽酸鹽、二甲基烯丙基胺鹽酸鹽和二甲基二烯丙基氯化銨。因此,研究這些雜質(zhì)與氯胺反應(yīng)生成NDMA的可能性及規(guī)律顯得十分必要。本文首先進(jìn)行前期探索實(shí)驗(yàn),接著對NDMA檢測方法進(jìn)行了驗(yàn)證。然后,在NDMA檢測限范圍內(nèi)進(jìn)行NDMA生成探底實(shí)驗(yàn)。最后,以PDMDAAC中所含典型雜質(zhì)為目標(biāo),研究這些雜質(zhì)與氯胺反應(yīng)生成NDMA的動力學(xué)和反應(yīng)活化能,為我國原水處理過程中預(yù)測NDMA的生成提供基本數(shù)據(jù)。本論文內(nèi)容主要如下。首先,本文前期探索部分是3 mg/L投加量下雜質(zhì)與氯胺反應(yīng)生成NDMA的規(guī)律。結(jié)果表明:不同的反應(yīng)條件如pH值,反應(yīng)物濃度等對NDMA生成量有一定的影響。為了驗(yàn)證目標(biāo)雜質(zhì)對已有文獻(xiàn)NDMA檢測方法的影響,考察了目標(biāo)雜質(zhì)對高效液相色譜檢測和在固相萃取柱上濃縮NDMA過程的影響。結(jié)果表明:目標(biāo)雜質(zhì)對NDMA在固相萃取柱的吸附基本無影響,NDMA回收率高達(dá)98.7%～99.2%;目標(biāo)雜質(zhì)對高效液相色譜檢測過程不產(chǎn)生可觀察到的影響。其次,針對在我國微污染原水處理過程中實(shí)際的情況,為了研究近實(shí)際PDMDAAC投加量下所含雜質(zhì)生成NDMA的可能性,進(jìn)行了 NDMA生成量探底實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:三種目標(biāo)雜質(zhì)二甲胺鹽酸鹽、二甲基烯丙基胺鹽酸鹽和二甲基二烯丙基氯化銨與氯胺反應(yīng)后生成可以檢測到的10 ng/L量級NDMA的最低濃度分別約為0.25、0.50和1.00 mg/L。根據(jù)我國微污染原水處理中使用預(yù)氯氧化后再用復(fù)合混凝劑強(qiáng)化混凝處理的情況,實(shí)際PDMDAAC投加量級為2 mg/L,此時,其所含的這三種雜質(zhì)最大濃度下生成的NDMA的量則遠(yuǎn)低于10 ng/L。最后,為了進(jìn)一步了解PDMDAAC中目標(biāo)雜質(zhì)與氯胺反應(yīng)生成NDMA的歷程,對雜質(zhì)與氯胺反應(yīng)動力學(xué)進(jìn)行了研究。采用隔離法測定得到的反應(yīng)物濃度與時間的關(guān)系,再用嘗試法求解三種雜質(zhì)分別與氯胺反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)、速率常數(shù)、速率方程和活化能。結(jié)果表明:目標(biāo)雜質(zhì)在與氯胺反應(yīng)過程中,三者與氯胺的反應(yīng)級數(shù)均為一級反應(yīng),氯胺的反應(yīng)級數(shù)均為一級。二甲胺鹽酸鹽、二甲基烯丙基胺鹽酸鹽和二甲基二烯丙基氯化銨與氯胺反應(yīng)的反應(yīng)速率常數(shù),在25℃條件下,分別為 7.4012×10-3,1.9811×10-3 和 1.5601×10-3mol-1·min-1;在 15℃條件下,分別為 5.3023×10-3,2.8213×10-3和1.1434×10-3 mol-1·min-1和 在5℃條件下,分別為1.3385×10-3,5.1480×10-4和2.1879×10-4 mol-1·min-1。其中,二甲胺鹽酸鹽和二甲基烯丙基胺鹽酸鹽與氯胺反應(yīng)活化能Ea分別為51.27 kJ/mol和53.57 kJ/mol。以上完成的工作,可為含PDMDAAC的復(fù)合混凝劑用于微污染原水強(qiáng)化混凝處理工藝的推廣應(yīng)用,提供有力的實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU991.25
【圖文】：

圖３．１方案設(shè)計思路流程圖逡逑１９逡逑

碩士學(xué)位論文邋邐ＰＤＭＤＡＡＣ中雜質(zhì)生成消毒副產(chǎn)物ＮＤＭＡ的動力學(xué)初探逡逑（３）標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制逡逑用微量移液槍移取一定量的ＮＤＭＡ標(biāo)液，逐級稀釋配制成系列濃度為１00、逡逑２００、４００、８００、１６００和３２００邋ｐｇ／Ｌ的標(biāo)液，進(jìn)樣器�。玻斑策M(jìn)高效液相色譜儀逡逑進(jìn)行檢測，得到ＮＤＭＡ濃度－峰面積的對應(yīng)關(guān)系，對峰面積和ＮＤＭＡ濃度作圖，逡逑得到高濃度（１００？３２００邋｜ｉｇ／Ｌ）下ＮＤＭＡ標(biāo)準(zhǔn)曲線。逡逑用微量移液槍移取一定量的ＮＤＭＡ標(biāo)液，逐級稀釋配制成系列濃度為１０、逡逑２０、４０、８０、１６０和３２０邋ｐｇ／Ｌ的標(biāo)液進(jìn)樣器取２０邐進(jìn)高效液相色譜儀進(jìn)行檢測，逡逑得到ＭＤＭＡ濃度－峰面積的對應(yīng)關(guān)系，對峰面積和ＮＤＭＡ濃度作圖，得到低濃逡逑度下（１０？３２０邋｜ｊｇ／Ｌ）邋ＮＤＭＡ標(biāo)準(zhǔn)曲線。逡逑４００邐逡逑

ＮＤＭＡ／ＣｎｇＬ＇１）逡逑圖４．１微量條件（１００？３２００邋ｎｇ／Ｌ）邋ＮＤＭＡ標(biāo)準(zhǔn)曲線逡逑４０邐邐邐逡逑３５－逡逑３０邋－邐Ｚ逡逑．ｖ＝０．１１２０ｘ－０．１９９８逡逑ｏ邋＾邋－邐？）邐＾逡逑？邐／？邋＝０．９９９８邐／逡逑｜２0－逡逑■逡逑＾邐１邋ｒ逡逑＾邋１０－逡逑■逡逑５＿邐■逡逑0：邋■■逡逑０邐５０邐１００邐１５０邐２００邐２５０邐３００邐３５０逡逑ＮＤＭＡ／邋（昭N－１）逡逑圖４．２低濃度下（１０？３２０邋｜ｉｇ／Ｌ）邋ＮＤＭＡ標(biāo)準(zhǔn)曲線逡逑２３逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2757343