【摘要】：新興有機(jī)污染物的高效去除是水處理工藝面臨的技術(shù)難題,常規(guī)處理工藝對(duì)新興有機(jī)污染物去除效果不佳,需與必要的預(yù)處理和深度處理技術(shù)結(jié)合。研究和構(gòu)建高效去除新興有機(jī)污染物的處理技術(shù)與組合工藝,是今后水處理技術(shù)和工藝的重要發(fā)展方向。高級(jí)氧化技術(shù)和膜濾技術(shù)是常規(guī)水處理工藝升級(jí)改造的主要深度處理技術(shù),近年來(lái)得到深入研究和廣泛應(yīng)用。本文分別研究了混凝、二氧化鈦光催化氧化、膜濾及其組合技術(shù)對(duì)典型新興有機(jī)污染物藻胞內(nèi)有機(jī)物(IOM)和雙酚A(BPA)的去除效能和降解機(jī)制,解析了單獨(dú)IOM、BPA以及IOM/BPA復(fù)合污染的去除特性及其對(duì)膜污染控制的影響。取得了以下主要研究成果:硫酸鋁和聚合氯化鋁對(duì)IOM均有較好的去除效果,聚合氯化鋁對(duì)芳香性類IOM的去除效果更好;硫酸鋁和聚合氯化鋁的混凝過(guò)程對(duì)大分子量IOM的去除效能更高,但聚合氯化鋁混凝對(duì)小分子量IOM的去除效果優(yōu)于硫酸鋁混凝。二氧化鈦光催化氧化可完全降解IOM中芳香類物質(zhì),且對(duì)IOM的吸附和降解主要集中在1-3kDa和小于1kDa分子量范圍。不同孔徑膜濾的IOM中,類蛋白質(zhì)類有機(jī)物的含量均高于類腐殖酸和類富里酸,類腐殖酸物質(zhì)主要集中在3-30kDa的IOM,類富里酸有機(jī)物主要集中在10-100kDa的IOM。硫酸鋁混凝/膜濾、聚合氯化鋁混凝/膜濾和二氧化鈦光催化氧化/膜濾這3種組合技術(shù)對(duì)IOM的去除效能均優(yōu)于單獨(dú)采用的硫酸鋁混凝、聚合氯化鋁混凝或二氧化鈦光催化氧化技術(shù)。硫酸鋁混凝對(duì)BPA有較好的去除效果,去除率最高達(dá)25.4%,主要混凝機(jī)制為電中和作用;聚合氯化鋁混凝去除BPA的效果主要取決于Al_b含量,最優(yōu)混凝劑投量時(shí)的BPA去除率達(dá)37.7%,優(yōu)于硫酸鋁混凝;pH值和腐殖酸濃度均對(duì)硫酸鋁和聚合氯化鋁混凝去除BPA效果有較大影響,最佳pH值均在6.5~7.5之間;天然水體中低濃度BPA(0.01mg/L)的硫酸鋁混凝去除效果較差,最高去除率僅為16.8%。二氧化鈦光催化氧化降解BPA效果較好,二氧化鈦投量為1g/L、BPA初始濃度為1mg/L時(shí),BPA降解率最高達(dá)82.5%,對(duì)于天然水體中低濃度BPA(0.01mg/L)的去除率可達(dá)到53.5%。低pH值條件下二氧化鈦光催化氧化降解BPA反應(yīng)更易進(jìn)行,高pH值條件下BPA的降解率有所下降。在二氧化鈦光催化氧化過(guò)程中,羥基自由基的強(qiáng)氧化作用為主要作用機(jī)制。不同孔徑的膜濾對(duì)BPA去除率的影響較大,大于100kDa膜的BPA去除率最低,小于1kDa膜的BPA去除率最高,且小于1kDa膜的BPA造成的膜污染阻力占總污染阻力的比例也最大,是造成膜污染的主要成分。硫酸鋁混凝/膜濾、聚合氯化鋁混凝/膜濾和二氧化鈦光催化氧化/膜濾這3種組合技術(shù)對(duì)BPA的去除效能也均優(yōu)于單獨(dú)采用的硫酸鋁混凝、聚合氯化鋁混凝和二氧化鈦光催化氧化技術(shù)。硫酸鋁和聚合氯化鋁對(duì)IOM/BPA復(fù)合污染的混凝去除效果明顯,IOM/BPA總污染物濃度增加時(shí),UV_(254)、DOC和BPA去除率均呈下降趨勢(shì),但UV_(254)的去除率均明顯高于DOC和BPA;在IOM/BPA濃度配比為10/5mg/L時(shí),BPA的去除效果最好,最高去除率達(dá)31.6%。二氧化鈦光催化降解IOM/BPA復(fù)合污染的效果顯著,不同分子量的IOM對(duì)BPA的去除效能影響較大,較小分子量的IOM會(huì)對(duì)BPA的光催化氧化降解起促進(jìn)作用,小于1kDa的IOM可使BPA的二氧化鈦光催化降解率最高達(dá)95.6%;IOM/BPA復(fù)合污染物總濃度增加時(shí),UV_(254)和DOC去除率均呈下降趨勢(shì);在BPA/IOM復(fù)合污染中,BPA濃度比較低時(shí)BPA去除效果受IOM濃度的影響較小,BPA濃度比較高時(shí)BPA去除效果受IOM濃度的影響較大,二氧化鈦光催化氧化對(duì)IOM/BPA復(fù)合污染的UV_(254)和BPA去除率最高達(dá)49.1%和99.5%。不同孔徑的膜濾后,IOM/BPA復(fù)合污染的去除效能較顯著,其中小于1kDa孔徑的膜濾后BPA和IOM去除率均明顯高于其他孔徑范圍的膜濾去除率,IOM濃度對(duì)不同孔徑膜濾的BPA去除率影響較小。二氧化鈦光催化氧化/膜濾組合技術(shù)對(duì)IOM/BPA復(fù)合污染中IOM和BPA的去除率最高達(dá)98.0%和98.3%,明顯優(yōu)于硫酸鋁混凝/膜濾和聚合氯化鋁混凝/膜濾組合技術(shù)的IOM和BPA去除效能,并且可以有效緩解膜污染程度。本研究成果可為常規(guī)處理工藝升級(jí)改造和典型新興有機(jī)污染物的復(fù)合污染去除機(jī)制和組合處理工藝提供技術(shù)支撐。
【圖文】：

、TiO2投加量、pH 值對(duì)二氧化鈦光催化氧化氧化降解有機(jī)物過(guò)程選用叔丁醇和甲醇作為羥基自由基和空穴的捕獲劑，研究光催化氧興有機(jī)污染物的機(jī)理；）膜濾技術(shù)去除 IOM 和 BPA 及其復(fù)合污染機(jī)制研究靜態(tài)膜濾裝置，分別選用不同膜孔徑的濾膜，研究 IOM、BPA 及濾效能，及不同 pH 值條件下，膜濾技術(shù)對(duì)污染物的去除效能。通膜污染阻力了解典型新興有機(jī)污染物對(duì)膜污染情況。）混凝與超濾組合技術(shù)、二氧化鈦光催化氧化與超濾組合技術(shù)去除 及其復(fù)合污染的特性研究述研究?jī)?nèi)容的基礎(chǔ)上，在恒流量膜濾的條件下，分別采用混凝與超二氧化鈦光催化氧化與超濾組合技術(shù)對(duì) IOM、BPA 及其復(fù)合污染究，以及一些影響因素對(duì)超濾組合技術(shù)的膜污染影響，影響因素主 與 BPA 初始濃度、藥劑投加量等，通過(guò)掃描電鏡觀察膜表面的污染情術(shù)路線

第 2 章 試驗(yàn)材料與方法長(zhǎng) 100mm、寬 120mm、厚 2.5mm 金屬鋁板，陰極為長(zhǎng) 2.5mm 的鐵板。鋁板與鐵板以一定的間隔固定在電解槽連接電路。用分析純 AlCl3·6H2O 溶液為電解液在一定的電解過(guò)程中用泵對(duì)電解液進(jìn)行循環(huán)攪拌，以增加溶液的時(shí)監(jiān)測(cè)電解液的 pH 值和溫度。電解結(jié)束后，測(cè)定聚合氯置氧化反應(yīng)裝置
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2663477