UVH2O2高級(jí)氧化法去水中臭味物質(zhì)

1、UVH2O2高級(jí)女r水.中臭味物質(zhì)摘要:針對(duì)給水廠傳統(tǒng)工藝難以有效處理高藻、高自央昧原水的問(wèn)題采用中試探究了UV/H2O高級(jí)氧化法對(duì)土自央素(GSM)和一甲基異冰片(2-M1IB)這兩種典型自央昧物質(zhì)的去除效臺(tái)匕目匕0結(jié)果表明當(dāng)H2O2劑里為6mg/L、UV功率為20kW/、進(jìn)水流縣里為29m3/h時(shí)UV/H2O2系統(tǒng)對(duì)GSFM和2-11IB的去除率最高可分別達(dá)到9952%D和9926%），相應(yīng)濃度均可降至5ngJ/L以下滿足«生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB57412006)的要求;另外對(duì)單位耗臺(tái)匕目匕參數(shù)(EE與H2O2投加劑縣里的關(guān)系進(jìn)行擬合發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)在去除水中自央昧物質(zhì)時(shí)臺(tái)匕目匕耗較

2、低0關(guān)鍵詞:UV/H2,02高級(jí)氧化法;土自央素;一甲基異冰片；單位耗臺(tái)匕目匕參數(shù)三o)隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快污廢水排放縣里日增加部分飲用水水源不同程度地受到了污染很多水體出現(xiàn)7曷?tīng)I(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象0大縣里繁殖的藻類在新陳代謝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生自央昧化合物使水體散發(fā)出魚(yú)腥昧、土霉昧等難聞的氣昧0然而城市給水廠的傳統(tǒng)處理工藝對(duì)具有高藻、高自央昧特征的原水難以造成了嚴(yán)重的影響1臭昧物質(zhì)學(xué)者們進(jìn)行除自央技術(shù)主要分為物理降解等24L這些來(lái)高級(jí)氧化法作為一被廣泛關(guān)注0相關(guān)研究術(shù)對(duì)大部分難降解有機(jī)果但目刖針對(duì)該技術(shù)究報(bào)道尚不多見(jiàn)0為此氧化技術(shù)深度去除水中冰片(2-MIB)的中試研究線強(qiáng)度和H2!O2投加縣里的了評(píng)估0

3、1材料與方法1.1試驗(yàn)進(jìn)水及試劑中試采用濟(jì)南市玉清水廠的80硬度(以CaCO320mg/L硝態(tài)氮為13(UVT2(54)為922%0可知有效處理給生產(chǎn)生活。為了有效去除水中的了一系列研究現(xiàn)有的吸附、化學(xué)氧化、生物技術(shù)各有優(yōu)劣0近年種新型的水處理技術(shù)而表明UV/H2O2高級(jí)氧化技物均有明顯的去除效去除水中自央昧物質(zhì)的研筆者進(jìn)行了UV/H2O2高級(jí)土自央素(GSM)和一甲基異重占八、考察了流縣里、紫外影響并對(duì)其臺(tái)匕目匕耗進(jìn)行進(jìn)水砂濾池出水其pH值為計(jì))為130mg/L,DOC為4m|g/L紫外線才透率進(jìn)水的紫外線才透率較高表明UV光電子在溶液中的傳遞效率較高另外進(jìn)水DO(C含量較低表明消耗?。卜1

4、的有機(jī)物較少即影響目標(biāo)污染物去除效果的干擾較小0試驗(yàn)采用30%）的H2O2溶液H2O2含縣里約為33()mg/mL;(GSM和2-M/IIB為分析純02-M1IB和gsf溶于甲醇配制成濃度為25mg/mL的溶液再用水稀釋到一止?jié)舛韧ㄟ^(guò)計(jì)縣里泵進(jìn)行投加01.2工藝流程中試處理流程見(jiàn)圖10H2>02和gsfM、2-11IB分別通過(guò)計(jì)縣里泵注射入管路系統(tǒng)經(jīng)靜態(tài)混合器充分混合后進(jìn)入高級(jí)氧化反應(yīng)器0反應(yīng)過(guò)程中的流縣里測(cè)止由裝置刖端的流里計(jì)占兀成反應(yīng)刖后所取樣品均經(jīng)過(guò)充分混合0高級(jí)氧化反應(yīng)系統(tǒng)采用Tro.anUV-PhoxTW8/XL2C設(shè)備由8根低壓高效汞燈組成每根燈管的額止最大功率為250W并且

5、可以在60%，100%之問(wèn)以2%的增量進(jìn)行調(diào)節(jié)(即總功率可以在1220kW/之問(wèn)調(diào)節(jié))01.3試驗(yàn)方法試驗(yàn)時(shí)通入水流開(kāi)啟紫外設(shè)備到所需劑里并預(yù)熱15min開(kāi)啟加藥泵同時(shí)加入gsfM和2邛/IIB以及H2O2計(jì)時(shí)5倍HR取樣口同時(shí)取樣檢測(cè)的含縣里0其中GSPM和2-M聯(lián)用法(SPE一GCMS)測(cè)止乙基一對(duì)本一胺(DPD)/過(guò)設(shè)置3因素變縣里分別縣里CH和UV功率P0Q分8m3/hCH分別取0、312和20kWIo另外對(duì)昭八、組02結(jié)果與討論2.1進(jìn)水流里對(duì)自央昧物質(zhì)在H2IO2劑里為6mg/L、UV下考察進(jìn)水流縣里對(duì)GSb響0結(jié)果表明系統(tǒng)對(duì)率均隨著進(jìn)水流縣里的增為29m：Vh(實(shí)測(cè)值下率分別為9

6、912%）和9877m3/h時(shí)二者的去9383%）。在UV功率一止T后在紫外設(shè)備刖后樣品中GSFM、2-11IB與H2O2ZIIB采用周相萃取一氣質(zhì)H2!O2采用NN一一氧化物酶法測(cè)止0試驗(yàn)為進(jìn)水流縣里Q、H2?O2劑別取3、55、6、12nng/LP分別取設(shè)置CH、P均為令的去除效果的影響功率為2*0kW/的條件麗2-11IB去除效果的影兩種目標(biāo)污染物的去除大而降低0當(dāng)進(jìn)水流量同)時(shí)GSIM和2-rMIB去除20%;當(dāng)進(jìn)水流縣里增大到除率分別降至9578%A和的情況下進(jìn)水流縣里的增大息昧著分配到單位體積水的?OH1減少?gòu)亩绊懥?OH1氧化GSF而2-M1IB的反應(yīng)速率與效果0從另一個(gè)角度來(lái)

7、看在反應(yīng)器容積一止的情況下增大進(jìn)水流縣里相當(dāng)于縮短了水力停留時(shí)問(wèn)這可能會(huì)導(dǎo)致部分目標(biāo)污染物的反應(yīng)時(shí)問(wèn)較短因而去除率不高02.2紫外劑里對(duì)自央昧物質(zhì)去除效果的影響為考察UV劑里對(duì)GSPM和2-M/IIB去除效果的影響在UV功率為20和12kW的條件下分別選取了四組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較(無(wú)紫外光昭八、射時(shí)無(wú)去除效果)結(jié)果如圖2所示01、2、3、4組的試驗(yàn)條件分別為Q=5i.3m3/h、CH1=106mg/LQ=5*3m3/h、C卜H=2*8mg/LQ=78m3/h、CH1=33mg/LQ=77m3/h、C卜T=15mg/L0從圖2可以看出當(dāng)UV功率為20kW/時(shí)對(duì)GSIM和25川B的去除率均高于UV功率為

8、12kW時(shí)的對(duì)GS麗2-MIIB的去除率最大可分別達(dá)到9952%）和9926%在相同工況條件下12kW/功率下與20kW/功率下GSF而2-M1IB的去除率比值分別為069和0650表明在中試條件下兩種目標(biāo)污染物的去除率隨著紫外劑縣里的增加而增加0但考慮到成本問(wèn)題實(shí)樂(lè)生產(chǎn)中不可臺(tái)匕目匕無(wú)限增大紫外劑縣里而應(yīng)在滿足處理效果的要求下選擇適當(dāng)?shù)淖贤鈩┛h里從而降低系統(tǒng)電耗02.3H2O2劑里對(duì)自央昧物質(zhì)去除效果的影響在進(jìn)水流里為55m3/h、UV功率為20kW/的條件下考察H2>02劑縣里對(duì)兩種自央昧物質(zhì)去除效果的影響0結(jié)果表明GsrMt2-11IB的去除率隨著H2O2劑里的增加呈先快后慢的上升

9、趨勢(shì)不投加H2O2時(shí)系統(tǒng)對(duì)GSI雨2-1/IIB均無(wú)去除效果;隨著H2O2劑里逐漸增加到1074mg/L(此為實(shí)測(cè)值與理論投加里略有差異)一者去除率亦逐漸增大分別達(dá)到了99*52%D和99*26%），此時(shí)出水中的GSPM與2-M4IB含縣里均低于檢測(cè)限(<5ng/L)滿足«生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)»(GB57419-2()06)的要求(GSM<10ng/L2-M1IB<10ng/L)0高級(jí)氧化反應(yīng)中起主要作用的是?OH1,H202濃度較低時(shí)在一止強(qiáng)度紫外線昭八、射下?OH拈勺生成縣里隨著H>O2的增加而增加對(duì)目標(biāo)污染物的去除縣里隨之增大0然而隨著目標(biāo)污染物

10、濃度不斷降低其與?。卜H的碰撞概率大大減小相同的H>02增里下目標(biāo)污染物去除率的增長(zhǎng)呈先快后慢的趨勢(shì)0同時(shí)H2O2本身也會(huì)造成?OH1的淬滅高濃度下隨著H2O2的增加?O卜1的產(chǎn)縣里會(huì)達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡5。2.4UJV/H2O2系統(tǒng)電耗分析采用高級(jí)氧化法作為深度處理工藝必然會(huì)導(dǎo)致凈水成本的增加而電臺(tái)匕目匕在運(yùn)行成本中占主要部分因此有必要研究其耗電情況0參考國(guó)際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUP，AC)提出的適用于痕里污染物高級(jí)氧化過(guò)程的電耗評(píng)估方法進(jìn)行分析6。單位耗臺(tái)匕目匕參數(shù)但三o)是一個(gè)綜合性評(píng)價(jià)參數(shù)臺(tái)匕目匕較好地描述UV/H2O2系統(tǒng)的效率其止義為處理一止體積的水使其達(dá)到規(guī)止的水平(目標(biāo)污

11、染物降低一個(gè)數(shù)縣里級(jí)或降低1-1g)所需要的電臺(tái)匕目匕0較低的EEo）值表示UV/H2O2系統(tǒng)具有較高的效率EEc）可由下式計(jì)算:中C0和Ct分別代表進(jìn)水和出水中目標(biāo)污染物的濃度0圖3為UV/H20系統(tǒng)去除GSI力與2-M1IB時(shí)EE）隨H2!02劑縣里的變化規(guī)律0通過(guò)擬合出去除GSPM和2-M1IB的EEo與H202劑里的關(guān)系分別為:EEo(GBSM)=1*157CH一0*782R2=0825i；EEo(2-lMB)=15419CH一0839R2=0779一者的EEo與H22O2劑縣里具有強(qiáng)相關(guān)性P值均小0001擬合結(jié)果極顯者0由圖3可以看出隨著H2?O2劑縣里的增大EEo值呈先快后慢的降低

12、趨勢(shì)0當(dāng)H2!02劑縣里<50mg/L時(shí)EEc）值降低較快;當(dāng)H22O2劑縣里在50125mg/L時(shí)EEo值降低較為緩慢;當(dāng)H>02劑里>125mg/L后EEo基本穩(wěn)止在0*2kM?h/(m3'?order)左右0當(dāng)H2!02劑縣里增加時(shí)相同電耗下可產(chǎn)生更多的?OHT進(jìn)行目標(biāo)污染物的氧化;另一方面由于H2?O2自身對(duì)?OH1的淬滅作用在大劑里H2O2條件下EEc）的降低將進(jìn)入平臺(tái)期0實(shí)生產(chǎn)過(guò)程中建議H2!02投加劑縣里取510m1g/L使出水中GSPM和2-M/IIB的濃度滿足飲用水標(biāo)準(zhǔn)要求即可0Daneshvar等人7的研究顯示采用UV/卜H2O2高級(jí)氧化法處理檸檬

13、酸時(shí)其EEo值在0450KV?h/(m3?order)之問(wèn)由此認(rèn)為本研究中的EEo值相對(duì)較低高級(jí)氧化系統(tǒng)的效率較高0另外本研究中進(jìn)水GSI2ZIIB均經(jīng)過(guò)加標(biāo)處理實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)水負(fù)荷應(yīng)該較低且實(shí)樂(lè)生產(chǎn)中反應(yīng)器更接近理想推流狀態(tài)系統(tǒng)處理效率會(huì)進(jìn)一步提高03結(jié)論在中試條件下當(dāng)H2>02和UV劑量一止時(shí)GS和2-M1IB去除率隨著進(jìn)水流里的增大而降低;兩種目標(biāo)污染物的去除率與UV劑縣里呈正相關(guān)關(guān)系隨著H2>02劑里的增大GSPM和2-M1IB去除率呈先快后慢的增大趨勢(shì)最大可分別達(dá)到9952%）和99*26%此時(shí)出水中GSF咻口2-11IB的濃度滿足«生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)»(GB5741尸2()06)的要求0通過(guò)EEo值縣里化并評(píng)價(jià)整個(gè)系統(tǒng)的電耗情況針對(duì)GS和2-M1IB兩種目標(biāo)污染物分別出了EE與H2>02劑縣里的數(shù)值表達(dá)關(guān)系由此可對(duì)實(shí)生產(chǎn)中H202的投加劑里進(jìn)行預(yù)測(cè)0參考文獻(xiàn):1楊顯峰高藻水源地飲用水高級(jí)氧化除藻技術(shù)研究J華中師范大學(xué)研究生學(xué)報(bào)201522(2):174一1782黃惠八、陳牧民關(guān)心麗等新型除MJM央