二氧化鈦光催化抑制UV-氯消毒工藝中THMs生成的研究.pdf

1、生物處理出水中存在多種病原微生物、微量有毒有害化學污染物和植物性營養(yǎng)物質，這些物質經過消毒處理后會產生一些對人體有害的消毒副產物。這對再生水安全利用存在一定的風險，從而制約著回用水的再生利用。本論文選用在紫外消毒(UV)中添加二氧化鈦聯合氯消毒對城市污水廠二沉池出水、模擬MBR出水、實際MBR出水進行消毒處理，并研究了光催化對THMs消毒副產物前驅物的降解效果。本文還采用樹脂分離、三維熒光(3DEEM)、紅外光譜(FTIR)、凝膠滲透色

2、譜(GPC)等技術對三種不同水樣及其經過光催化處理后的出水中有機物組分進行表征，分析了光催化對不同水樣親疏水特性、熒光特性、紅外光譜特性和分子量分布特性的影響。通過研究水樣中消毒副產物前驅物的分子量分布特征和親疏水性有助于處理工藝的選擇，并對處理效果做出預測，推測出光催化的降解機理。
　　本論文得出的主要結果如下:
　　(1)在UV消毒中添加二氧化鈦對濟南市城市污水處理廠二級出水氯消毒副產物有一定的去除效果，三鹵甲烷(THM

3、s)去除率隨著光催化工藝條件的不同存在差異。其中，光催化劑投加量對THMs去除效果的影響最大，在所選的投加量范圍內，投加量越大，THMs去除效果越好。對水中可溶性有機物(DOM)的分析表面，二沉池出水中的主要有機物為芳香蛋白類及類腐殖酸類物質（占有機物總熒光值70％以上），紫外消毒降低了原水中芳香蛋白類產物的量，但類黃腐酸及類腐殖酸類物質增加。在添加TiO2后，芳香蛋白類物質的量降低幅度增大。由紅外光譜分析可知，UV能將水中有機物的部分

4、官能團破壞而添加了二氧化鈦后，氧化能力增強，有機物被氧化的更為徹底。GPC結果表明，UV能破壞有機物的分子結構，使大分子有機物被降解為小分子有機物。添加二氧化鈦后，有機物被光催化進一步降解。
　　(2) MBR技術和光催化技術聯用處理明顯提高了出水水質，降低了MBR出水中消毒副產物前驅物的含量，但總三鹵甲烷生成勢(THMFP)降低不多。樹脂分級分離試驗表明，MBR光催化可以降低疏水性物質(HOA)組分產生的THMs，從而降低水中的

5、消毒副產物含量。三維熒光分析結果顯示，與MBR出水相比，MBR光催化出水總熒光強度明顯降低，其中芳香蛋白類有機物明顯減少。
　　(3)對實際MBR出水研究表明，光催化能有效降低實際MBR出水中THMs前驅物的量。光催化對實際MBR出水中的HOA有較好的去除效果，但對疏水堿性物質(HOB)，疏水中性物質(HON)及親水性物質(HIS)去除效果不明顯。實際MBR出水及MBR光催化出水中的主要熒光物質均為腐殖酸類有機物。實際MBR出水與