水體中TiO2納米顆粒的分散穩(wěn)定性與常規(guī)工藝去除效果研究.pdf

1、TiO2納米顆粒(NPs,nanoparticles)因具有獨特的光催化、光電及優(yōu)良的吸收紫外線等功能而被廣泛應用于多個領域中。然而,納米顆粒會通過直接或間接的方式釋放到多種環(huán)境介質(zhì)中,TiO2納米顆粒經(jīng)過在各環(huán)境介質(zhì)中的遷移轉化最終會進入到地表水環(huán)境中,水環(huán)境的有機物、離子強度及pH等因素會影響納米粒子在水中的分散穩(wěn)定性并進一步影響其毒性,對人類和生態(tài)環(huán)境造成不可預計的潛在危害。因此,本課題研究了天然水體中TiO2納米顆粒的分散穩(wěn)定性

2、及常規(guī)給水處理工藝去除效果,考察了天然水體的pH、LAS及超聲處理對水環(huán)境中TiO2納米顆粒分散穩(wěn)定性的影響,并進一步探討了混凝影響因素水力條件、沉淀時間、混凝劑投加量及水體pH對天然水體中TiO2納米顆粒去除效果的影響,還探究了濾速對過濾單元TiO2納米顆粒的截留效果的影響。研究天然水體中TiO2納米顆粒的分散穩(wěn)定性及常規(guī)工藝去除效果為了解水環(huán)境中TiO2納米顆粒的遷移轉化規(guī)律提供參考依據(jù),也為保障飲用水安全方面提供了依據(jù)。
　

3、　論文對TiO2納米顆粒的形貌特點及零電荷點進行表征,得到納米TiO2的零電荷點為5.6。天然水體中納米TiO2的分散穩(wěn)定性研究結果表明:不同濃度的LAS對TiO2納米顆粒的粒徑分布產(chǎn)生的效果不同,兩者呈不甚明顯的負相關關系;pH大小會影響TiO2納米粒子表面電荷的數(shù)量和性質(zhì)而影響其Zeta電位值,當pH值沿著大于及小于零電荷點的方向增加,TiO2納米粒子的Zeta電位絕對值均增大;適當?shù)某曁幚頃虺暡ǖ目栈饔脮纳芓iO2納米粒

4、子在水中的團聚現(xiàn)象,但較長的的超聲時間反而使TiO2納米粒子因獲得超聲波能量而重新團聚,本研究中TiO2儲備液在超聲條件為250W、10min時處于最佳分散狀態(tài)。
　　常規(guī)給水處理工藝的混凝單元在去除天然水體中不同濃度納米TiO2、濁度時均存在最佳且相同的混凝劑投量、最優(yōu)的水力條件,且在一定范圍內(nèi)去除效果隨著水體中納米TiO2濃度的增大而提高。在同一混凝條件下,濁度與TiO2納米顆粒的去除規(guī)律非常相近,水體中不同濃度納米TiO2、

5、濁度的最大去除率均達到95.0％~99.0%的范圍內(nèi);水力條件對納米顆粒的有效去除有較為明顯的影響,將水力條件控制為快速攪拌為250r/min、1min,慢速攪拌為100r/min、20min時為最優(yōu);TiO2納米顆粒及濁度的去除率隨著沉淀時間的增加而增加,且到達到某一時間點后隨著沉淀時間的延長而呈穩(wěn)定態(tài)勢;pH對濁度的去除效果影響較小,而對TiO2納米顆粒的Zeta電位及去除效果有明顯影響,調(diào)節(jié)pH使不同條件下納米TiO2的Zeta電