納米TiO2光催化氧化去除水中溶解性有機(jī)污染物的效能及影響因素研究.pdf

1、在水資源緊缺的今天,城市污水作為一種可靠的新生水資源,其再生利用對于城市供水就顯得尤為重要。通常,城市污水一般都需要經(jīng)過二級生化處理,對城市污水進(jìn)行再生利用,就是指對城市污水經(jīng)二級處理后的出水進(jìn)行進(jìn)一步的深度處理,這就需要我們首先掌握二級出水中溶解性有機(jī)污染物的性狀。本研究以西安市典型城市污水生物處理工藝的二級出水作為研究對象,從 DO M的熒光性質(zhì)、分子量分布以及親/疏水性等方面出發(fā),全面解析二級出水中溶解性有機(jī)物的特征,同時,用腐殖

2、酸溶液來模擬城市污水二級出水,探討 TiO2光催化氧化去除二級出水中溶解性有機(jī)物的效能及影響因素,分析腐殖酸在光催化降解過程中熒光性質(zhì)、分子量分布和總有機(jī)碳等特性的變化規(guī)律,以及對膜污染的影響。主要得出以下結(jié)論:
　　(1)采用超濾法測定了典型城市污水二級出水中DOM和腐殖酸溶液的分子量分布。結(jié)果表明,二級出水中有機(jī)物的分子量分布呈“雙峰”分布,并且主要為小分子量有機(jī)物,分子量<10kDa的有機(jī)物占到60％以上。而腐殖酸溶液主要以

3、大分子量有機(jī)物為主,分子量>30kDa占81.5%。
　　(2)二級出水溶解性有機(jī)物中親水性組分較疏水性組分多,且主要由小分子的親水性有機(jī)物構(gòu)成,水中疏水性組分占30-45%,而親水性組分占55-70%,而腐殖酸溶液主要是由強(qiáng)疏水性有機(jī)物構(gòu)成,強(qiáng)疏水性組分占94.0%,親水性組分占6%。
　　(3)紫外光源和TiO2協(xié)同作用對腐殖酸去除效果明顯優(yōu)于只使用紫外光源或TiO2顆粒,其TOC、UV254和Color436的去除效果

4、分別達(dá)到94.5%、98.9%和99.5%。
　　(4)二氧化鈦暗態(tài)吸附達(dá)到吸附平衡的時間為15min,吸附至TiO2催化劑表面的腐殖酸達(dá)61.8%,表明納米二氧化鈦顆粒對腐殖酸有較強(qiáng)的吸附性能。
　　(5)腐殖酸隨著光催化反應(yīng)時間的進(jìn)行,分子量逐漸變小,大分子有機(jī)物所占的比值逐漸降低,最后趨于零,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到60 min后,反應(yīng)液中的分子量基本沒有太大變化,大都小于6300Da,說明TiO2光催化氧化反應(yīng)主要降解大分子有機(jī)

5、物。
　　(6)反應(yīng)液的腐殖酸類物質(zhì)特征峰隨反應(yīng)時間的推移逐漸變?nèi)?。?~15min,腐殖酸類物質(zhì)特征峰峰強(qiáng)明顯減弱,在15~60 min,腐殖酸類物質(zhì)特征峰峰強(qiáng)減弱的不是很明顯,依舊存在腐殖酸類物質(zhì)特征峰,在80 min之后,幾乎不存在腐殖酸類物質(zhì)特征峰。
　　(7)對于不同反應(yīng)時間段的反應(yīng)液,隨著反應(yīng)時間的增加,切割分子量為50kDa的膜通量衰減程度逐漸減小,膜通量衰減最為明顯的是反應(yīng)時間為5 min,過濾2h后,膜通量