納米TiO2光催化氧化去除水中溶解性有機(jī)污染物的效能及影響因素研究.pdf

1、在水資源緊缺的今天,城市污水作為一種可靠的新生水資源,其再生利用對(duì)于城市供水就顯得尤為重要。通常,城市污水一般都需要經(jīng)過(guò)二級(jí)生化處理,對(duì)城市污水進(jìn)行再生利用,就是指對(duì)城市污水經(jīng)二級(jí)處理后的出水進(jìn)行進(jìn)一步的深度處理,這就需要我們首先掌握二級(jí)出水中溶解性有機(jī)污染物的性狀。本研究以西安市典型城市污水生物處理工藝的二級(jí)出水作為研究對(duì)象,從 DO M的熒光性質(zhì)、分子量分布以及親/疏水性等方面出發(fā),全面解析二級(jí)出水中溶解性有機(jī)物的特征,同時(shí),用腐殖

2、酸溶液來(lái)模擬城市污水二級(jí)出水,探討 TiO2光催化氧化去除二級(jí)出水中溶解性有機(jī)物的效能及影響因素,分析腐殖酸在光催化降解過(guò)程中熒光性質(zhì)、分子量分布和總有機(jī)碳等特性的變化規(guī)律,以及對(duì)膜污染的影響。主要得出以下結(jié)論:
　　(1)采用超濾法測(cè)定了典型城市污水二級(jí)出水中DOM和腐殖酸溶液的分子量分布。結(jié)果表明,二級(jí)出水中有機(jī)物的分子量分布呈“雙峰”分布,并且主要為小分子量有機(jī)物,分子量<10kDa的有機(jī)物占到60％以上。而腐殖酸溶液主要以

3、大分子量有機(jī)物為主,分子量>30kDa占81.5%。
　　(2)二級(jí)出水溶解性有機(jī)物中親水性組分較疏水性組分多,且主要由小分子的親水性有機(jī)物構(gòu)成,水中疏水性組分占30-45%,而親水性組分占55-70%,而腐殖酸溶液主要是由強(qiáng)疏水性有機(jī)物構(gòu)成,強(qiáng)疏水性組分占94.0%,親水性組分占6%。
　　(3)紫外光源和TiO2協(xié)同作用對(duì)腐殖酸去除效果明顯優(yōu)于只使用紫外光源或TiO2顆粒,其TOC、UV254和Color436的去除效果

4、分別達(dá)到94.5%、98.9%和99.5%。
　　(4)二氧化鈦暗態(tài)吸附達(dá)到吸附平衡的時(shí)間為15min,吸附至TiO2催化劑表面的腐殖酸達(dá)61.8%,表明納米二氧化鈦顆粒對(duì)腐殖酸有較強(qiáng)的吸附性能。
　　(5)腐殖酸隨著光催化反應(yīng)時(shí)間的進(jìn)行,分子量逐漸變小,大分子有機(jī)物所占的比值逐漸降低,最后趨于零,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到60 min后,反應(yīng)液中的分子量基本沒(méi)有太大變化,大都小于6300Da,說(shuō)明TiO2光催化氧化反應(yīng)主要降解大分子有機(jī)

5、物。
　　(6)反應(yīng)液的腐殖酸類物質(zhì)特征峰隨反應(yīng)時(shí)間的推移逐漸變?nèi)?。?~15min,腐殖酸類物質(zhì)特征峰峰強(qiáng)明顯減弱,在15~60 min,腐殖酸類物質(zhì)特征峰峰強(qiáng)減弱的不是很明顯,依舊存在腐殖酸類物質(zhì)特征峰,在80 min之后,幾乎不存在腐殖酸類物質(zhì)特征峰。
　　(7)對(duì)于不同反應(yīng)時(shí)間段的反應(yīng)液,隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,切割分子量為50kDa的膜通量衰減程度逐漸減小,膜通量衰減最為明顯的是反應(yīng)時(shí)間為5 min,過(guò)濾2h后,膜通量