NO2-对紫外工艺效能及消毒副产物生成的影响机理研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunapplesun
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
有机微污染物(Micropollutants,MPs)在水环境中分布范围非常广。虽然它们在水环境中浓度较低,但结构稳定难降解和在食物链中易生物累积和生物放大,是致癌、致畸、致突变物质。且污水厂和净水厂的常规水处理工艺难以去除原水中低浓度的有机微污染物,因此,研发出易实施、安全可靠、低成本又高效的新型水处理技术,对有机微污染物的迁移转化和总量进行控制,使得环境中的有机微污染物减量化、无害化。紫外高级氧化技术在处理含有机微污染物的原水具有很好的应用前景。本文研究了亚硝酸盐对UV365工艺降解MPs的影响及机理研究,并针对含亚硝酸盐原水,提出了一种基于活性氮自由基和羟基自由基的新兴水处理体系-UV365/NO2―。考察了UV365/NO2―体系去除六种有机微污染物的去除效率和反应速率,并从亚硝酸盐浓度、MPs结构、原水水质、p H、溶解氧(Dissolved oxygen,DO)等探究了UV365/NO2―体系氧化降解有机微污染物的反应机理。淬灭实验证实了UV365/NO2―体系生成了羟基自由基。贡献率计算和相关文献侧面证实了UV365/NO2―体系中生成了活性氮自由基。实验结果表明,有机微污染物结构、亚硝酸盐浓度、p H、DO、原水水质对UV365/NO2―体系氧化降解MPs影响较大。在本文条件中,在有机微污染物给电子能力强、中性或者碱性条件和含较高溶解氧时,UV365/NO2―体系能更好地氧化降解MPs。亚硝酸盐浓度对UV365/NO2―体系氧化降解MPs的影响因有机污染物结构而异,对于给电子能力强的物质例如双酚A、卡马西平和磺胺嘧啶,降解速率一直随亚硝酸盐浓度增加而增加,吸电子能力强的物质如双酚S、阿特拉津、萘啶酮酸则先增加而后减小。此外,以双酚A和卡马西平为例,研究了有机微污染物在UV365/NO2―体系被氧化降解的反应路径。借助液相色谱-三重四级杆质谱联用,检测到4种BPA的氧化产物,10种CBZ的氧化产物。RNS诱导的硝化和亚硝化和HO·诱导的羟基化是该体系中发生的主要反应。BPA氧化产物的浓度变化趋势为先增加后减少。CBZ氧化产物中有5种达到峰值,其它5种则持续增加。同时,以双酚A为例,研究了亚硝酸盐对紫外工艺预处理有机微污染物后其氯化消毒副产物生成情况的影响,并研究了氯化消毒副产物特别是三氯硝基甲烷在本文中的生成机理。研究了亚硝酸盐浓度、p H、紫外通量对消毒副产物(Disinfection by-products,DBPs)产量及其毒性的影响。含亚硝酸盐的待处理原水经过UV365或UV365/氯工艺预处理时,经氯化后会生成三氯甲烷和三氯硝基甲烷(Chloropicrin,TCNM)这两种消毒副产物。其中,TCNM的基因毒性和细胞毒性均很强,且TCNM的产量不容小觑。在亚硝酸盐存在下,与UV365预处理相比,UV365/氯预处理后TCNM和TCM产量增加更为明显。较高的亚硝酸盐浓度(0-5 mg-N L-1)、较高的p H值(6.0-7.0)和适中的紫外线通量促进了在UV365/氯和后氯化过程中的TCNM的生成。UV365/氯预处理双酚A时,其氯化DBPs的总细胞毒性和基因毒性主要取决于TCNM产量。因此,当使用波长为~350 nm的UV/氯处理含BPA的原水时,应严格控制好试验条件,以避免经预处理后原水的细胞毒性和基因毒性的增加。
其他文献
作为一种常见的有机氯化物,氯苯酚类物质被广泛地应用在工、农业生产过程中,比如用来生产农药、染料、杀菌剂等化学物质。这类物质在生产和使用过程中很容易进入到环境中进而造成严重的环境污染问题。同时由于其较强的毒性、致癌性、致突变性以及较低的生物降解性,氯苯酚类化合物对人类健康构成了巨大威胁。该类物质已经被许多国家列为优先控制污染物。鉴于此,人们已经开发出许多高效的技术用于去除环境中的氯苯酚类污染物。在众
氯代污染物在环境中广泛存在,是一种毒性大,难降解的有机污染物,因此近些年来研究者们致力于设计新的催化体系,希望可以达到高效去除氯代环境污染物的目的,这一研究对水体中有机氯代污染物的处理具有重大意义。近些年来,电催化还原脱氯加氢技术逐渐成为解决现阶段日益严重的水体污染的一种有效方法。通过在传统的二维电极体系中添加纳米颗粒构建三维体系,可有望解决其固有的低传质速率、低活性物种产生/利用率,以及电流效率
正交胶合木(Cross-laminated timber,CLT)是土木工程领域的一种新兴建材,它凭借其优良的力学性能和尺寸稳定性,在欧美地区广泛应用于多高层装配式木结构建筑。为了推动该类结构形式在我国的发展,一种新兴竹木复合材料——正交胶合竹木(Cross-laminated bamboo and timber,CLBT)被发明以解决我国多竹稀木的资源状况。本课题设计了结合外墙外保温系统的两片墙
近年来,随着国家“循环经济”、“节能减排”与发展绿色环保的新型建筑材料等一系列关乎可持续发展政策的颁布与施行,大力发展新型建筑材料已是大势所趋。烧结弃土高性能砌块是一种基于建筑固废而研发的新型节能保温墙材,砌块表面平整度极高,具有高孔洞率的特点,兼具轻质高强、节土利废等诸多优点,工程中搭配薄灰缝施工技术,减小冷热桥效应,保温隔热效果良好,具有广阔的发展前景与应用市场。本文首先依据烧结弃土高性能砌块
在岩土工程中,岩石是一种非常常见的材料,鉴于岩石材料一些特有的复杂性质,岩石成为了许多专家和学者们不可避免的研究对象,在一些岩体工程中,例如边坡、隧道等,都存在各种各样的工程问题亟待解决。在实际工程中所见到的岩体大多都是不均匀且不连续的,岩石内部大多存在节理和裂隙,在荷载作用下,这些缺陷对工程岩体稳定性有着非常大的影响,将会直接影响到工程的正常使用,并且岩体内部广泛分布的节理和裂隙对确定其应力应变
利用废玻璃制备碱激发砂浆,是废玻璃资源再利用的方法之一。然而,废玻璃制备的碱激发砂浆,在干旱寒冷地区等恶劣环境中,仍存在干燥收缩大、易发生冻融破坏等不足而限制其应用。因此,本文通过加入具有火山灰活性的胶凝材料(粉煤灰、硅灰)及纳米SiO2对含玻璃粉碱激发砂浆进行改性,并分析了其对含玻璃粉碱激发砂浆的力学性能(抗压、抗折强度)、干燥收缩及抗冻性的影响规律,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射等测试方法,
随着工业生产和人类活动,更多的微量人造有机污染物进入到生态环境和人类的生存环境中,这类污染物虽然含量较低,但难于通过自然方式分解,且其含有生物富集性,它们通过食物链等方式进入人体或动物体,可对生物体造成很大的危害。本文主要研究的是利用在水处理过程中已经得到广泛使用的氧化剂高锰酸钾(Potassium permanganate)和高铁酸钾(potassium ferrate)氧化去除多种典型微量有机
钢筋与混凝土的粘结性能是钢筋混凝土结构的重要组成部分,结构的开裂、裂缝宽度、挠度、强度以及延性等都直接或间接与其粘结性能有关。本文通过比选出一种合适的粘结-滑移本构关系,该本构关系为一连续可导函数,函数考虑了混凝土强度、保护层厚度、钢筋直径等参数的影响,并使用已有试验数据进行校核,验证该本构关系的正确性。再利用该本构关系和锚固钢筋埋置于混凝土中的基本受力方程和边界条件进行数值递推-迭代方法求解出钢
近年来由于畜牧业等大型养殖业和医疗行业的高度发展,流行疾病肆虐,直接或间接导致了大量的抗生素在这些行业中使用,进而产生了大量抗生素废水亟需处理,其中,四环素类和氟喹诺酮类抗生素属于水环境中两种典型的抗生素类污染物。据报道,目前在各类水体甚至土壤中均能检测到抗生素的存在,与此同时,研究者们还将更多的目光转移到抗生素可能产生的重要威胁,即抗生素耐药基因的产生和其引发的免疫性疾病。如何从环境中高效、低成
微塑料是对生态系统和人类健康有着严重威胁的一种新型污染物,已在水源水中大量检出。传统混凝-沉淀工艺对微塑料的去除效果有限,运用混凝-超滤工艺能显著提高微塑料的去除效率,改善出水水质,但膜污染问题始终是限制其广泛应用的重要原因。本文运用混凝-超滤联用工艺处理微塑料-腐殖酸-高岭土复合污染的模拟水样,从絮凝形态学的角度深入分析该工艺对各种污染物的去除效能及其膜污染控制机理,阐释微塑料颗粒对滤饼结构与滤