二氧化鈦光催化抑制UV-氯消毒工藝中THMs生成的研究.pdf

1、生物處理出水中存在多種病原微生物、微量有毒有害化學(xué)污染物和植物性營養(yǎng)物質(zhì)，這些物質(zhì)經(jīng)過消毒處理后會產(chǎn)生一些對人體有害的消毒副產(chǎn)物。這對再生水安全利用存在一定的風(fēng)險，從而制約著回用水的再生利用。本論文選用在紫外消毒(UV)中添加二氧化鈦聯(lián)合氯消毒對城市污水廠二沉池出水、模擬MBR出水、實(shí)際MBR出水進(jìn)行消毒處理，并研究了光催化對THMs消毒副產(chǎn)物前驅(qū)物的降解效果。本文還采用樹脂分離、三維熒光(3DEEM)、紅外光譜(FTIR)、凝膠滲透色

2、譜(GPC)等技術(shù)對三種不同水樣及其經(jīng)過光催化處理后的出水中有機(jī)物組分進(jìn)行表征，分析了光催化對不同水樣親疏水特性、熒光特性、紅外光譜特性和分子量分布特性的影響。通過研究水樣中消毒副產(chǎn)物前驅(qū)物的分子量分布特征和親疏水性有助于處理工藝的選擇，并對處理效果做出預(yù)測，推測出光催化的降解機(jī)理。
　　本論文得出的主要結(jié)果如下:
　　(1)在UV消毒中添加二氧化鈦對濟(jì)南市城市污水處理廠二級出水氯消毒副產(chǎn)物有一定的去除效果，三鹵甲烷(THM

3、s)去除率隨著光催化工藝條件的不同存在差異。其中，光催化劑投加量對THMs去除效果的影響最大，在所選的投加量范圍內(nèi)，投加量越大，THMs去除效果越好。對水中可溶性有機(jī)物(DOM)的分析表面，二沉池出水中的主要有機(jī)物為芳香蛋白類及類腐殖酸類物質(zhì)（占有機(jī)物總熒光值70％以上），紫外消毒降低了原水中芳香蛋白類產(chǎn)物的量，但類黃腐酸及類腐殖酸類物質(zhì)增加。在添加TiO2后，芳香蛋白類物質(zhì)的量降低幅度增大。由紅外光譜分析可知，UV能將水中有機(jī)物的部分

4、官能團(tuán)破壞而添加了二氧化鈦后，氧化能力增強(qiáng)，有機(jī)物被氧化的更為徹底。GPC結(jié)果表明，UV能破壞有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)，使大分子有機(jī)物被降解為小分子有機(jī)物。添加二氧化鈦后，有機(jī)物被光催化進(jìn)一步降解。
　　(2) MBR技術(shù)和光催化技術(shù)聯(lián)用處理明顯提高了出水水質(zhì)，降低了MBR出水中消毒副產(chǎn)物前驅(qū)物的含量，但總?cè)u甲烷生成勢(THMFP)降低不多。樹脂分級分離試驗(yàn)表明，MBR光催化可以降低疏水性物質(zhì)(HOA)組分產(chǎn)生的THMs，從而降低水中的

5、消毒副產(chǎn)物含量。三維熒光分析結(jié)果顯示，與MBR出水相比，MBR光催化出水總熒光強(qiáng)度明顯降低，其中芳香蛋白類有機(jī)物明顯減少。
　　(3)對實(shí)際MBR出水研究表明，光催化能有效降低實(shí)際MBR出水中THMs前驅(qū)物的量。光催化對實(shí)際MBR出水中的HOA有較好的去除效果，但對疏水堿性物質(zhì)(HOB)，疏水中性物質(zhì)(HON)及親水性物質(zhì)(HIS)去除效果不明顯。實(shí)際MBR出水及MBR光催化出水中的主要熒光物質(zhì)均為腐殖酸類有機(jī)物。實(shí)際MBR出水與