海藻酸鈉與聚合氯化鋁復(fù)配處理水中納米TiO2的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著納米材料的廣泛使用，納米顆粒物不可避免地進(jìn)入水體，與其中的有機(jī)質(zhì)發(fā)生表面吸附，形成復(fù)合污染物，危害人體健康。針對(duì)傳統(tǒng)混凝劑無(wú)法有效去除納米顆粒物-有機(jī)質(zhì)復(fù)合污染物的缺陷，本論文選取了應(yīng)用最為廣泛的納米TiO2作為研究對(duì)象，探討了聚合氯化鋁(PAC)與海藻酸鈉(SA)復(fù)配混凝劑在不同有機(jī)質(zhì)組分的水樣（腐殖酸模擬水樣、污水廠二級(jí)出水和小清河水樣）中的去除效果，研究了在不同條件下對(duì)復(fù)合污染物的去除效果、絮體生成過(guò)程、絮體特性的作用，控制闡

2、明了納米TiO2混凝去除作用過(guò)程及機(jī)理;并對(duì)腐殖酸模擬水樣進(jìn)行超濾實(shí)驗(yàn)來(lái)研究復(fù)合污染物對(duì)后續(xù)膜污染的影響;同時(shí)通過(guò)對(duì)有機(jī)質(zhì)三維熒光特性分析，探討了納米TiO2對(duì)水體中有機(jī)質(zhì)去除的影響，初步明確了兩者之間的相互作用。
　　主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)處理HA-TiO2模擬水樣時(shí)，PAC-SA復(fù)配混凝劑能夠去除HA-TiO2模擬水樣中90％以上的納米TiO2，其最佳的投加量為PAC=6mg/L，SA=0.4mg/L。由于

3、SA的吸附架橋作用，與單獨(dú)使用PAC相比，在低投加量下PAC-SA復(fù)配混凝劑的納米TiO2去除效率提高10％，并且其形成的絮體粒徑更大、生長(zhǎng)速率更快、破碎后恢復(fù)性能更好，從而使后續(xù)膜污染降低約25％;混凝工藝能夠降低腐殖酸水樣的熒光強(qiáng)度，特別是類黃腐酸、類溶解性微生物代謝產(chǎn)物和類腐殖酸，與單獨(dú)投加PAC相比，SA的加入會(huì)使混凝出水水樣的熒光強(qiáng)度值增加度;溶液pH對(duì)復(fù)配混凝效果、絮體特性和膜污染具有一定的影響，當(dāng)pH＞6時(shí)，SA的架橋作用

4、明顯，HA-TiO2的去除率約提高10％，絮體粒徑最大增加400μm，膜阻力最高降低約30％;此外，PAC的堿化度對(duì)混凝效果、絮體特性和膜污染影響不大，B=2.0時(shí)效果最好，粒徑最大，膜污染最輕。
　　(2)處理TiO2-二級(jí)出水水樣時(shí)，，PAC-SA復(fù)配混凝劑去除二級(jí)出水中的溶解性有機(jī)物效果不是很理想，最高僅為23％，但是能夠有效去除水樣中90％以上的納米TiO2，最佳的投加量為PAC=8mg/L，SA=0.4mg/L;在選取的

5、投加量范圍內(nèi)，PAC-SA在對(duì)二級(jí)出水中的有機(jī)物去除率較單獨(dú)投加PAC提高了9％，TiO2去除率提高了10％;混凝能夠去除二級(jí)出水中一些熒光性物質(zhì)，SA的加入會(huì)提高水樣的熒光強(qiáng)度值，但是PAC-SA復(fù)配混凝劑對(duì)于去除水樣中具有熒光特性的溶解性微生物產(chǎn)物效果較好;溶液pH對(duì)復(fù)配混凝效果、絮體特性都有影響，pH＞6時(shí)，SA的架橋作用明顯，二級(jí)出水-TiO2的去除率約提高7％，絮體粒徑最大增加350μm，絮體破碎后的恢復(fù)性能增強(qiáng)。
　　

6、(3)處理TiO2-小清河水樣時(shí)，對(duì)于水樣中的有機(jī)物去除與二級(jí)出水相似，在所選投加量范圍內(nèi)PAC-SA復(fù)配混凝劑對(duì)TiO2-小清河水樣中的復(fù)合污染物的去除率均高于單獨(dú)投加PAC，DOC去除率提高約7％，TiO2的去除率提高約10％，最佳的投加量為PAC=8mg/L，SA=0.4mg/L;同時(shí)混凝能夠降低小清河水樣的熒光強(qiáng)度，但是SA的加入會(huì)使總的熒光強(qiáng)度值增大，這個(gè)結(jié)果與另外兩種水樣的結(jié)果一致;在所選投加量范圍內(nèi)，SA的加入對(duì)于小清河-

7、TiO2水樣混凝過(guò)程產(chǎn)生的絮體的粒徑影響不大;在所選pH范圍內(nèi)，PAC-SA復(fù)配混凝劑可使TiO2-小清河水樣中的復(fù)合污染物的去除率增加約6％;此外，在pH=7和pH=9時(shí)，雖然SA的加入不能時(shí)絮體粒徑增大，但是會(huì)增大絮體的強(qiáng)度因數(shù)和恢復(fù)因數(shù)。
　　(4)對(duì)于三種水樣中的有機(jī)質(zhì)，不同pH下，TiO2濃度對(duì)DOC濃度的影響不同，但大多數(shù)條件下為不利影響;pH對(duì)三種水樣的DOC濃度影響較大，pH=5時(shí)濃度最低，pH=9時(shí)最高，但是對(duì)熒