發(fā)布時間：2020-08-06 23:25

【摘要】：北方夏季湖泊、水庫易發(fā)生“水華”事件,其根本原因是水體富營養(yǎng)化造成水體中藻類大規(guī)模爆發(fā)。藻類產(chǎn)生的藻毒素(MCs)是一種具有代表性的難降解的物質(zhì),其具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易降解、致癌、致畸、致突變等特點。目前國內(nèi)外對含藻微污染水處理方法普遍采用混凝、沉淀、過濾等工藝去除水體中藻類,以降低因藻類代謝產(chǎn)生的MCs對人體健康的威脅,但此類方法普遍存在難以去除水體中已存在的MCs等方面的問題。本文針對目前MCs的研究現(xiàn)狀,采用預(yù)處理工藝去除水體中的MCs,即通過液氯、Cl O_2及NaClO分別處理含藻微污染水體,分析比較液氯、ClO_2及NaCl O對MCs的去除效果及成本分析。Cl O_2因其在預(yù)氧化過程中不產(chǎn)生三鹵甲烷(THMs)而受到廣泛關(guān)注,本文研究了ClO_2氧化MC-LR的化學(xué)動力學(xué),針對長春某水庫水質(zhì)實際情況,確定將水體中的MCs降解到符合世界衛(wèi)生組織(WHO)飲用水安全標準1μg/L下的CT值。首先對三種化學(xué)預(yù)氧化劑即液氯、ClO_2及NaClO去除MCs投加量進行研究。結(jié)果表明:其最佳投加量分別為1.5mg/L、0.4 mg/L、2.0 mg/L,可分別去除水中58.3%、79.5%、70.3%MCs,此時藻細胞處于破裂臨界點。繼續(xù)增加預(yù)氧化劑的濃度,藻細胞內(nèi)K離子大量外流,細胞失活、裂解,導(dǎo)致水體中MCs濃度升高。經(jīng)液氯預(yù)處理后的水體中檢測出三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二氯乙腈及三氯乙腈;經(jīng)ClO_2處理后的水體中未檢測出任何THMs,僅檢測出二氯乙腈;經(jīng)NaClO處理后的水體中檢測出二溴一氯甲烷及三氯乙腈。其次,研究pH對DBPs影響。酸性條件下,有利于HANs生成;堿性條件下,有利于THMs的生成。隨后,對ClO_2氧化MC-LR動力學(xué)進行研究。通過實驗確定MC-LR、Cl O_2的反應(yīng)級數(shù)為一級,總反應(yīng)級數(shù)為二級。在pH=7.5,反應(yīng)溫度為25℃時,ClO_2氧化MC-LR的反應(yīng)速率常數(shù)k=264.00L/(mol·min)。同時考察了溫度、pH對反應(yīng)速率常數(shù)k的影響。實驗表明:隨著溫度的升高,k增大,反應(yīng)速率加快。pH對化學(xué)反應(yīng)速率有影響,酸性增強使反應(yīng)速率常數(shù)k增大,pH=5.0下的反應(yīng)速率常數(shù)為297.3L/(mol·min);pH=7.5下的反應(yīng)速率常數(shù)為264.0L/(mol·min);pH=9.0下的反應(yīng)速率常數(shù)為254.1L/(mol·min)。反應(yīng)平均活化能Ea=21kJ/mol。最后,考察ClO_2處理實際含藻微污染水體,將5.76μg/L MC-LR降至1μg/L以下時,ClO_2的CT值為137.1 mg?min?L~(-1),且ClO_2的CT值與MC-LR的初始濃度呈正相關(guān)。本文研究得出,采用預(yù)氧化劑可以有效的控制水體中MCs濃度,應(yīng)對北方夏季爆發(fā)“水華”事件和保障飲用水安全提供了理論依據(jù),具有重要的實際意義。
【學(xué)位授予單位】：吉林建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU991.2

【參考文獻】

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本文編號：2783121