活性炭和沸石滤柱对邻苯二甲酸酯的去除效果试验研究

论文摘要

邻苯二甲酸酯类物质（PAEs）是环境激素类物质中的一类化合物,属于美国环保局（USEPA）和我国环境污染物黑名单中的优先控制污染物,其中的邻苯二甲酸二（2-乙基-己基）酯是建设部《城市供水水质标准》和卫生部《生活饮用水卫生标准》中明确要求的控制物质。随着社会经济的发展,工业化进程的加快,以及该类物质的潜在毒性、长期高危害性,其对库区自来水厂的原水水质已经形成了潜在的威胁,而新的供水标准也已开始实施,因此需要我们针对库区水质研究经济有效的深度处理技术方法,以实现安全、低廉、高效的城市供水。本课题组近两年的检测数据显示,PAEs是三峡库区给水厂原水中的一类有代表性的有毒有机污染物。本研究选取四种PAEs类物质（邻苯二甲酸二甲酯DMP、邻苯二甲酸二丁酯DBP、邻苯二甲酸二（2-乙基-己基）酯DEHP、邻苯二甲酸二辛酯DOP）,并参考国内水环境中该类物质的浓度水平,确定20、60、100μg/L三种进水浓度梯度,进行比较研究了活性炭和沸石滤柱对PAEs的去除效果。并通过提高进水CODMn和氨氮浓度的方式对滤柱进行挂膜,考察了挂膜后滤柱对PAEs的去除效果。当滤速为4m/h时,在三种进水PAE浓度负荷下,活性炭对总PAEs的去除效率在70.773.9%之间,沸石对总PAEs的去除效率在32.858.6%之间。并且,活性炭滤柱在20μg/L和60μg/L浓度进水时,存在有效厚度滤层现象,厚度为80cm;而沸石滤柱则在三种浓度负荷进水时,出水浓度均随滤层厚度的增加而下降。滤速提高时,活性炭滤柱在对单种物质的去除率上表现了一定的规律性。即活性炭在三种滤速和三种浓度负荷时,对分子量较小的DMP和DBP表现了较高的去除率,而对分子量大的DEHP和DOP则去除率较低;60μg/L进水浓度时,沸石滤柱对DEHP和DOP的去除效率略优于活性炭。在三种进水PAE浓度下,活性炭和沸石滤柱四种邻苯二甲酸酯出水的去除率均随滤速增加而下降,其中DEHP和DOP在活性炭滤柱中下降较显著。通过提高进水CODMn和氨氮浓度的方式对滤柱进行挂膜试验,挂膜后,活性炭滤柱对CODMn和氨氮的去除率约稳定在36.2%和21.6%;沸石滤柱对CODMn和氨氮的去除率约稳定在23.9%和26.1%。挂膜后,滤速q=4m/h,进水PAEs为60μg/L时,两种滤柱对PAEs类物质的去除效果有所下降。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 邻苯二甲酸酯的研究现状和库区水质
• 1.1.1 邻苯二甲酸酯基本性质介绍
• 1.1.2 邻苯二甲酸酯的环境激素作用和危害
• 1.1.3 邻苯二甲酸酯物质的来源和地表水污染情况
• 1.1.4 邻苯二甲酸酯物质在水相中的处理和降解
• 1.1.5 三峡库区饮用水源水质有机物污染状况和发展趋势
• 1.2 饮用水处理技术概况和常规工艺对邻苯二甲酸酯的控制
• 1.2.1 饮用水处理技术概况
• 1.2.2 常规给水处理工艺对邻苯二甲酸酯的控制
• 1.3 活性炭在给水处理中的应用
• 1.3.1 活性炭的结构及其化学物理特性
• 1.3.2 活性炭在水处理中的应用
• 1.3.3 活性炭的再生和成本
• 1.4 沸石在给水处理中的应用
• 1.4.1 沸石的结构及其化学物理特性
• 1.4.2 沸石在水处理中的应用
• 1.4.3 沸石的再生和成本
• 1.5 本课题研究意义和内容
• 2 试验装置和检测方法
• 2.1 试验装置和目标物质
• 2.1.1 试验装置
• 2.1.2 目标物质
• 2.2 检测方法
• 2.2.1 水样前处理方法的选择
• 2.2.2 检测设备和方法的选择
• 2.2.3 检测方法
• 3 活性炭与沸石滤柱对目标物质的吸附试验
• 3.1 滤速Q=4M/H,活性炭与沸石滤柱对 PAES类物质的吸附去除效果试验
• 3.1.1 20μg/L 进水浓度时，活性炭和沸石滤柱的去除情况
• 3.1.2 60μg/L 进水浓度时，活性炭和沸石滤柱的去除情况
• 3.1.3 100μg/L 进水浓度时，活性炭和沸石滤柱的去除情况
• 3.2 滤速提高时，活性炭与沸石滤柱对PAES 类物质的吸附去除效果影响
• 3.2.1 20μg/L 进水浓度时，滤速变化对去除效果的影响
• 3.2.2 60μg/L 进水浓度时，滤速变化对去除效果的影响
• 3.2.3 100μg/L 进水浓度时，滤速变化对去除效果的影响
• 3.3 本章小结
• 4 生物活性炭与生物沸石滤柱对目标物质的去除效果试验
• 4.1 滤柱挂膜试验
• Mn的去除情况'>4.1.1 挂膜期间滤柱对COD_Mn的去除情况
• 4.1.2 挂膜期间滤柱对氨氮的去除情况
• 4.2 挂膜后滤柱对邻苯二甲酸酯的去除效果
• 4.3 本章小结
• 5 结论与建议
• 5.1 研究结论
• 5.2 研究建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录：A.作者在攻读博士学位期间发表的论文目录