UV/H2O2高级氧化降解水中GSM和2-MIB的试验研究

摘要

近年来，随着水体富营养化日益加剧，导致藻类季节性大量繁殖，而在其生长、繁殖、代谢过程中会产生嗅味污染，这不但影响了饮用水的感官品质，也对人体的健康造成了一定的危害性，引发了供水危机，严重威胁着国家公共安全体系。而在藻类致嗅风险中，土臭素（GSM）和二甲基异崁醇（2-MIB）所引发的饮用水嗅味污染是当下的重中之重。现行的水处理工艺对两种嗅味的去除效率较低，同时存在占地面积大，溴酸盐消毒副产物等风险。针对此种现状，UV/H2O2高级氧化技术不但可以有效去除GSM、2-MIB，还可以弥补上述不足，因而备受青睐。本论文就是利用UV/H2O2工艺，通过小试中试研究，探究其应用于实际的可行性，为解决当下嗅味污染提供新的思路和技术支持。
　　目前国内外已经开展了UV/H2O2降解GSM、2-MIB的动力学研究，但仅限于准一级反应动力学模型阶段。本论文是以投加腐殖酸（HA）的纯水为研究对象，模拟自然水体，探究HA与GSM、2-MIB在UV/H2O2系统中的竞争动力学模型。通过研究发现，HA在比较理想的条件下可以用UV254来定量表示，同时在UV/H2O2系统中符合准一级反应动力学模型。以NB为参比有机物，NB和HA在UV/H2O2符合竞争动力学模型，在最优条件下HA动力学常数为3.5×108M-1s-1，再以HA为参比有机物，发现HA与GSM、2-MIB在UV/H2O2工艺中也符合竞争动力学模型，其竞争动力学速率常数分别为K·OH，GSM=7.1×109M-1s-1，K·OH，2-MIB=6.7×109M-1s-1，在不同的试验条件下，其速率常数略有不同，但均在同一数量级，符合竞争动力学模型，这为日后探究自然水体中竞争动力学奠定了基础。
　　通过中试研究发现UV/H2O2中试系统在长期稳定运行下，对GSM、2-MIB的去除效果比较稳定，在背景浓度为150ng/L的时，出水浓度均在检出限以下，同时通过其他常规指标包括pH、UV254、浊度等，发现水质良好。而三卤甲烷生成势却略有升高，但均符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）。通过三维荧光分析来看，UV/H2O2技术在去除目标嗅味的基础，可以降解部分NOM，使水质得到提升。但是在实际应用中也存在一定的缺陷，在实际水厂中剩余的H2O2会消耗大量的余氯。
　　有研究指出，活性炭可以H2O2具有良好去除效果，因此将UV/H2O2与活性炭联用形成组合工艺，通过进一步探究发现：UV/H2O2-活性炭系统不但可以有效去除目标嗅味，UV/H2O2系统的出水经过活性炭的吸附之后，还可以去除多余的H2O2，同时使水质在原有的基础进一步优化，这为实际应用提供了强有力的技术支持。

目录

第一章 绪论

1.1 项目研究背景

1.2 GSM和2-MIB常规控制技术

1.1 UV/H2O2高级氧化技术研究进展

1.2 研究目的及内容

1.3 路线图

第二章 试验材料和方法

2.1 试验材料和试验设备

2.2 试验方法

2.3 检测指标

第三章 UV/H2O2降解水中HA和嗅味的竞争动力学研究

3.1 竞争动力学模型的构建

3.2 试验过程和结果分析

第四章 UV/H2O2降解GSM和2-MIB的中试研究

4.1 UV/H2O2处理鹊华水厂滤后水长期稳定运行分析

4.2 UV/H2O2处理滤后加标水的有机物特性分析

4.3 结论

第五章 UV/H2O2-活性炭组合工艺中试研究

5.1 UV/H2O2-活性炭试验

5.2 结论

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况