论文部分内容阅读
随着人类社会的快速发展,农业、市政、工业废物大量排放,造成大面积水域富营养化。水源中丰富的营养物质促进了蓝藻、放线菌的生长,而它们产生的土臭素(GSM)、二甲基异冰片(2-MIB),是造成饮用水嗅味问题的常见化合物。它们不仅从感官方面严重降低了饮用水的品质,而且极低的气味阈值、叔醇类的特殊构造,使得常规工艺很难将它们处理到人的嗅阈值以下(10 ng/L, GB5749-2006中的限值)。为解决传统处理工艺的弊端,满足用户对水质的要求,在常规工艺后添加深度处理技术成了必要的选择。本研究在参考已有研究基础上,综合比较各种高级氧化技术去除GSM和2-MIB的效能,选用UV/HbO2高级氧化技术作为的深度处理工艺,围绕该工艺,自主设计,选用、购买、组装了试验设备,开展相应的小试试验研究与中试试验研究。主要研究内容包括三个方面:(1)通过小试试验进行UV/H2O2降解GSM和2-MIB的效能研究;(2)通过小试试验进行UV/H2O2降解GSM和2-MIB的反应动力学研究;(3)通过中试试验进行UV/H2O2降解GSM和2-MIB的最优运行参数选定。在小试试验研究中,当2-MIB投加量为764 ng/L, H2O2投加量为3.92 mg/L反应8min后降至检出限以下(<5 ng/L);当2-MIB投加量为702 ng/L, H2O2投加量为1.93 mg/L时反应8 min后降至42 ng/L。当GSM投加量为582 ng/L, H2O2投加量为3.92 mg/L反应8 min后降至检出限以下;当GSM投加量为582 ng/L, H2O2投加量为1.93 mg/L反应8 min后降至8 ng/L。UV/H2O2对GSM和2-MIB去除效能显著,去除率随着H202浓度的增加而提高:两种物质的降解过程符合一级反应动力学模型,反应速率常数K值随H202浓度的增加而增大。在其他反应参数相同条件下,当过氧化氢浓度由1.93 mg/L增大到3.92 mg/L时GSM的一级反应动力学常数K值由0.5064增加到0.6809;在其他反应参数相同条件下,当过氧化氢浓度由1.93 mg/L增大到3.92 mg/L时2-MIB的一级反应动力学常数K由0.3719增加到0.6975。在中试试验研究中引入Design-Expert试验设计软件规划试验进程,进行回归分析,得出参数方程,绘制各因素间响应面图,进而进行参数优化,得出最优试验工况。2-MIB的最优工艺参数为H2O2投加量6 mg/L,电能剂量0.30kW·h/m3,2-MIB投加量275 ng/L,此时2-MIB的去除率为96.58%,剩余9.41 ng/L。GSM的最优工况参数为H2O2投加量7.5 mg/L,电能剂量0.356 kW·h/m3, GSM投加量300ng/L,此时GSM的降解率为97.14%,剩余8.58 ng/L。在相应工况下进行反应,均可将两嗅味物质降至10 ng/L以下。对反应出水进一步测定,水质指标良好并符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)相关限值。