本文選題：臭氧 + 粉末活性炭(PAC)��； 參考：《吉林建筑大學》2017年碩士論文

【摘要】：隨著原水水源微污染問題的加劇,地表水藻類的爆發(fā)所產(chǎn)生的藻毒素日漸威脅著人們的健康生活,藻毒素可引起皮膚過敏、呼吸系統(tǒng)衰竭甚至成為肝腫瘤促進劑,具有很強的致病性,然而常規(guī)水處理工藝對其的處理效果非常有限,為了降低水體中藻毒素的濃度,探索新的處理工藝十分必要。首先,本文研究了臭氧—活性炭工藝對藻毒素MC-LR的去除效果。綜合考慮臭氧對MC-LR、有機物、濁度的去除能力,確定了最佳臭氧投加量為1.5mg/L。此濃度臭氧與35mg/L粉末活性炭聯(lián)用時,對MC-LR、UV_(254)、濁度的去除率分別達到84.86%、63.36%、67.46%。將臭氧—活性炭工藝與高錳酸鉀—活性炭工藝對微污染原水的去除能力進行了對比實驗。通過小試實驗確定了高錳酸鉀最佳投量為1.0mg/L,與35mg/LPAC聯(lián)用時對MC-LR去除率為33.17%,濁度僅為7.84%、UV_(254)僅為33.4%,可見,臭氧—活性炭工藝對微污染原水的處理效果優(yōu)于高錳酸鉀與活性炭聯(lián)用。其次,用20%磷酸、20%氨水分別對粉末活性炭進行改性實驗,掃描電鏡觀察其外觀形貌并用Bohem滴定法對表面官能團進行測定。不同的改性過程改變了活性炭的物理化學結(jié)構(gòu)。磷酸氧化改性后,降低了比表面積,增加了表面酸性基團,降低了零電荷點;氨水改性處理后,則升高了比表面積,并增加了表面堿性官能團,提高了零電荷點。靜態(tài)吸附實驗研究了不同吸附時間、溫度、pH條件下三種活性炭對有機物的吸附能力。結(jié)果表明,活性炭對有機物的最佳吸附時間在120min左右;升高溫度有利于增強活性炭的吸附能力,活性炭對有機物的吸附過程為吸熱過程;堿性條件下更適合發(fā)揮活性炭的吸附作用。然后,進行了未改性炭、磷酸改性炭、氨水改性炭三種活性炭對MC-LR、濁度、有機物的去除實驗。結(jié)果顯示,三種活性炭對藻毒素的去除能力順序為:氨水改性炭未改性炭磷酸改性炭;對有機物吸附能力順序為:氨水改性炭未改性炭磷酸改性炭;未改性炭及磷酸改性炭對濁度的去除效果相近,但都低于氨水改性炭對濁度的吸附能力。在此基礎(chǔ)上,將1.5mg/L臭氧與不同濃度氨水改性PAC聯(lián)用,當投量為45mg/L時對MC-LR的去除率可達到90.54%。出水濁度僅為0.56NTU,去除率為86.7%。對UV_(254)、TOC、CODMn去除率依次為:63.16%、60.91%、42.86%。由此可見,臭氧與氨水改性PAC聯(lián)用時對微污染原水的處理效果較與未改性活性炭聯(lián)用更理想。最后,利用本次實驗所得的大量研究數(shù)據(jù),借助MATLAB軟件建立MC-LR多元線性回歸預(yù)測模型,以MC-LR作為被解釋變量,以藥劑投加量、濁度、UV_(254)為解釋變量。結(jié)果顯示,多元線性回歸預(yù)測模型在7種不同工藝下對MC-LR的預(yù)測效果均理想,MC-LR與藥劑投量、濁度、UV_(254)具有很強的線性相關(guān)性。R2值維持在0.9847~1.0000之間。
[Abstract]:With the micro-pollution of raw water sources, the algae toxin produced by the surface water algae explosion is threatening people's healthy life day by day. Algae toxin can cause skin allergy, respiratory system failure and even become liver tumor promoter. In order to reduce the concentration of alga toxin in water, it is necessary to explore a new treatment process. Firstly, the removal efficiency of algal toxin MC-LR by ozone-activated carbon process was studied. Considering the removal ability of ozone to MC-LR, organic matter and turbidity, the optimum ozone dosage was determined to be 1.5 mg 路L ~ (-1) 路L ~ (-1) 路L ~ (-1) O _ (3). When this concentration of ozone was combined with 35mg/L powder activated carbon, the turbidity removal rate of MC-LRV / UV _ (254) was 84.86 ~ 63.36% and 67.46% respectively. The removal capacity of micro-polluted raw water by ozone activated carbon process and potassium permanganate activated carbon process was compared. The optimum dosage of potassium permanganate is 1.0 mg / L, the removal rate of MC-LR and turbidity is 33.17 and 7.84g / L, respectively. The results show that the ozonic-activated carbon process is better than potassium permanganate and activated carbon in the treatment of micro-polluted raw water. Secondly, the powdered activated carbon was modified with 20% Phosphate and 20% ammonia respectively. The morphology of the activated carbon was observed by scanning electron microscope and the surface functional groups were determined by Bohem titration. Different modification processes change the physical and chemical structure of activated carbon. After phosphoric acid was oxidized, the specific surface area was decreased, the surface acidic group was increased, and the zero charge point was decreased. After ammonia treatment, the specific surface area was increased, and the surface alkaline functional group was increased, and the zero charge point was increased. Static adsorption experiments were conducted to study the adsorption capacity of three kinds of activated carbon for organic matter under different adsorption time and temperature and pH. The results showed that the optimum adsorption time of activated carbon for organic matter was about 120min, and the adsorption capacity of activated carbon was enhanced by increasing temperature, and the adsorption process of activated carbon to organic matter was endothermic. The adsorption of activated carbon is more suitable under alkaline conditions. Then, the removal of MC-LR, turbidity and organic matter by three kinds of activated carbon, unmodified carbon, modified carbon with phosphoric acid and modified carbon with ammonia water, was carried out. The results showed that the order of removal ability of three kinds of activated carbon to alga toxin was: ammonia modified carbon unmodified carbon phosphoric acid modified carbon the order of adsorption ability of organic matter was ammonia water modified carbon unmodified carbon phosphoric acid modified carbon. The turbidity removal efficiency of unmodified carbon and phosphoric acid modified carbon was similar, but lower than that of ammonia modified carbon. On this basis, when 1.5mg/L ozone was combined with different concentration of ammonia water to modify PAC, the removal rate of MC-LR could reach 90.54 when the dosage was 45mg/L. The turbidity of effluent is only 0.56 NTU and the removal rate is 86.7%. The removal rate of COD _ (mn) was: 63.16% and 42.86% respectively. It can be seen that the treatment of micro-polluted raw water with ozone and ammonia modified PAC is better than that with unmodified activated carbon. In the end, a multivariate linear regression prediction model of MC-LR is established by using MATLAB software based on a large amount of data obtained from this experiment. MC-LR is taken as the explanatory variable, and the dosage of medicament and turbidity is taken as the explanatory variable. The results showed that the prediction effect of multivariate linear regression model on MC-LR in 7 different processes was ideal. The linear correlation between MC-LR and dosage of MC-LR, turbidity and UV254) was very strong. R2 value maintained between 0.9847 and 1.0000.
【學位授予單位】：吉林建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X52

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本文編號：1896432