过氧化氢与活性炭联用处理微污染水

论文摘要

随着工业的发展和人民生活水平的提高,工业污水和生活废水的超标排放,越来越多的有机氯化物的广泛使用,导致全球地表水源受到严重污染。常规水处理工艺（如混凝-沉淀-过滤-消毒）去除这类污染物仅将有机物从一个形态转移到另外一个形态,不能彻底氧化分解有机污染物。与常规水处理工艺相比,氧化技术（尤其是高级氧化技术）能将微污染物质无害化。高级氧化工艺的机制主要是基于羟基自由基·OH的形成,随后利用羟基自由基·OH降解水中有机污染物为二氧化碳和水。羟基自由基·OH有很强的氧化能力,能直接将水中微量的有机物氧化成水、二氧化碳,这种氧化过程对饮用水无二次污染,可以取得优于常规处理的处理效果。过氧化氢-活性炭联用处理微污染水工艺是现在国内外比较前沿的研究课题。过氧化氢是比较强的氧化剂,能产生大量的羟基自由基·OH,能将难以降解的有机物氧化分解。过氧化氢-活性炭联用处理微污染水的目的旨在去除水中有机污染物质和除浊,为后续常规处理工艺创造有利条件。采用过氧化氢-活性炭联用处理微污染水的试验结果表明:（1）H2O2预处理微污染水,处理后的水中无论是有机物的种类还是数量,跟常规水处理出水相比均有较大幅度的下降。当PAC投加量为3 mg/L、过氧化氢投加量为2 mg/L时,UV254值和CODMn值下降很明显,分别下降85.14%和54.32%,原水中的大部分有机物得以去除。（2）采用H2O2预处理工艺后使沉淀水和滤后水的浊度比常规水处理的浊度有较明显的下降,从而显著地改善了滤后水水质,延长了滤柱的工作周期,节约水厂的自用水量。投加过氧化氢沉后水的浊度可达到1NTU以下,比相应的单独投加PAC效果好;而滤后水的浊度可以达0.38NTU。（3）颗粒活性炭滤柱有去除有机微污染物和浊度的作用。沉后水在经过石英砂滤柱后再经颗粒活性炭滤柱过滤,可以使滤后水的出水浊度有较明显的下降,并且对有机物的去除也有一定的效果。滤后水浊度达到了0.38NTU,UV254值和CODMn值分别下降了94.60%和75.76%,而滤后水H2O2的残量为0.31×10-5mol/L,已近乎痕量,从而显著地改善了滤后水水质。为微污染水处理工程应用提供了可供参考的技术支持,为进一步研究复合工艺处理微污染水打下了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 我国水资源现状
• 1.2 水资源污染严重
• 1.3 水中有机污染物的来源
• 1.4 水中有机污染物的种类及危害
• 1.5 消毒副产物
• 1.5.1 消毒副产物的组成
• 1.5.2 消毒副产物的危害
• 1.5.3 消毒副产物的控制
• 1.6 国内外水质新标准
• 1.7 本课题研究背景、内容、目的及意义
• 1.7.1 研究的背景
• 1.7.2 研究的目的和意义
• 1.7.3 本课题研究的主要内容
• 2 微污染水预处理技术
• 2.1 饮用水常规处理工艺的局限性
• 2.2 预处理技术
• 2.2.1 生物氧化法
• 2.2.2 化学氧化法
• 3 微污染水深度处理技术
• 3.1 臭氧氧化技术
• 3.2 活性炭吸附
• 3.3 臭氧--活性炭联用
• 3.4 臭氧--生物活性炭技术
• 3.5 膜法深度处理技术
• 3.6 光化学催化技术
• 3.7 强化混凝技术
• 3.8 小结
• 4 微污染水高级氧化技术
• 4.1 羟基自由基（·OH）
• 4.1.1 羟基自由基（·OH）的特点
• 4.1.2 羟基自由基（·OH）与水中化学物质的反应
• 3为基础的高级氧化技术'>4.2 以O₃为基础的高级氧化技术
• 3/UV）'>4.2.1 臭氧/紫外光工艺（O₃/UV）
• 3/H₂O₂）'>4.2.2 臭氧/过氧化氢工艺（O₃/H₂O₂）
• 3/金属催化剂工艺'>4.2.3 O₃/金属催化剂工艺
• 3/H₂O₂/UV）'>4.2.4 臭氧/过氧化氢/紫外光工艺（O₃/H₂O₂/UV）
• 2O₂为基础的高级氧化技术'>4.3 以H₂O₂为基础的高级氧化技术
• 4.3.1 Fenton（芬顿）试剂法
• 2O₂/UV）'>4.3.2 过氧化氢?紫外光组合（H₂O₂/UV）
• 4.4 其它高级氧化过程
• 4.5 小结
• 5 过氧化氢与活性炭联用处理微污染水试验
• 5.1 试验方法
• 5.2 试验试剂
• 5.3 试验仪器设备
• 5.3.1 UV-1201 紫外?可见分光光度计
• 5.3.2 程控混凝试验搅拌仪（TA6-3）
• 5.3.3 便携式浊度仪（LP2000-11）
• 5.3.4 其它仪器
• 5.4 分析测定方法
• 5.4.1 混凝G值的计算
• 5.4.2 浊度的测定
• 254的测定'>5.4.3 UV₂₅₄的测定
• Mn的测定'>5.4.4 COD_Mn的测定
• 5.4.5 过滤水中残留的过氧化氢浓度的测定
• 5.5 混凝机理及混凝剂的选用
• 5.5.1 混凝机理
• 5.5.2 混凝剂的选用
• 5.5.3 混凝剂的投加量
• 5.6 过氧化氢投加量的确定
• 5.7 过氧化氢预氧化与活性炭联用处理微污染水
• 5.7.1 活性炭的特性和吸附机理
• 5.7.2 过氧化氢预氧化与活性炭联用
• 5.8 小结
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录1 攻读硕士期间发表的论文