饮用水处理过程中溶解性有机物表征方法的研究进展

溶解性有机物(DOM)结构、组分复杂,传统水处理工艺(混凝、沉淀、过滤、消毒)、深度处理工艺等对DOM去除有限,在消毒过程中可能生成消毒副产物.DOM的结构、组分影响其在饮用水处理过程中的去除效果.为了深入了解DOM在饮用水处理过程中的结构、形态变化,需采用多种检测方法对其变化进行表征.本文围绕DOM在不同饮用水处理工艺中的分子量、馏分、芳香性及荧光组分等性质的变化,综述了当前饮用水研究较为广泛的预处理分级(物理分级-超滤膜过滤、化学分级-树脂吸附)、紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱等表征方法的研究进展,对不同表征方法的优点及局限性进行了详细探讨,以期为准确评估水处理过程中DOM的变化提供科学依据.     

氨化松香基交联聚合树脂对水中诺氟沙星的吸附性能

将松香基功能高分子进行胺基化得到氨化松香基交联聚合树脂(aminated rosin-based resin,ARBR),采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和比表面分析(BET)对ARBR进行了表征.利用ARBR树脂对水中诺氟沙星(NOR)吸附去除,系统研究了树脂投加量、pH值、接触时间、离子强度和温度等因素对NOR吸附性能的影响.结果表明,pH在2.0~6.0范围内,ABRA对NOR的去除效果随着溶液pH值的增加而升高,在8~10之间则呈现下降趋势;共存离子溶液的存在对ARBR去除NOR的行为总体上表现为促进作用.ARBR对水中诺氟沙星的吸附动力学过程符合准二级动力学模型.Langmuir等温吸附模型可较好地描述ARBR对水中NOR的吸附过程,理论最大吸附量为30.29 mg·g~(-1)(pH 6.0、20℃).吸附热力学分析表明,ARBR对水中诺氟沙星的吸附是自发吸热的过程,属于物理吸附,其吸附机制主要为氢键与静电作用.脱附再生实验发现,0.1 mol·L~(-1)HCl溶液效果明显优于其它脱附液,进一步确证了氢键在吸附中的主导作用;经过5次吸附-脱附循环后,对NOR仍具有稳定的吸附性能,可再生循环使用.对比了不同类型商品化树脂,ARBR具有较好的吸附效果.该研究结果拓展了松香高值化的应用研究领域,对开发松香在环境微污染控制中的应用具有理论指导意义.     

Ag3PO4掺杂g-C3N4催化剂的制备及其可见光催化降解含碘类造影剂性能

以沉淀-回流方法于磷酸银(Ag₃PO₄)中掺杂氮化碳(g-C₃N₄)制备新型复合光催化剂,同时采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射图(XRD)等手段对合成催化剂的形态特征、晶型结构以及物理化学性质进行表征.以碘帕醇(IPM)作为目标污染物,通过改变催化剂的使用条件考察了氙灯光照下催化剂对水溶液中含碘类造影剂(ICMs)的光催化降解性能,并且分析了催化氧化过程中可能的污染物降解途径以及转化产物.结果表明,合成后的催化剂结构稳定,相对于使用单一催化剂(Ag₃PO₄或g-C₃N₄)条件下,复合催化剂对ICMs的光降解性能都得到大幅度提升,经条件优化后,确定Ag₃PO₄与g-C₃N₄的质量比例为0.15∶0.1时降解效果最佳,但不可超过0.2∶0.1,且降解性能与催化剂的投加浓度呈正相关,浓度在0.75 ...     

南苕溪支流锦溪水质时空变化特征分析

综合运用灰色聚类法、综合污染指数法、等级聚类法就南苕溪支流锦溪近年水质时空变化特征进行分析。结果表明,锦溪入青山水库断面水质2005—2009年逐年改善,2007年后达到灰色聚类等级Ⅲ类水质要求;2009年秋季至2010年夏季期间秋、冬两季的污染程度高于春、夏季节;枯水期综合污染指数最高,但TN、TP污染分指数在丰水期最高,表明污染源中面源污染已占相当比例。空间变化方面从玲珑桥到江桥锦溪水质的综合污染指数不断提升,到江桥时达到极值13.25,锦溪末端三眼桥断面水质较江桥断面有所改善;SPSS空间聚类分析可分为轻污染区(从玲珑桥到冬韵桥)、重污染区(从群利桥到江桥)和中度污染区(从江桥到三眼桥)。锦溪上游农业区对河水中的COD、TN和TP的贡献率分别为66%、54%和49%,农业面源污染已成为制约锦溪水质改善的主要因素。     

季铵型树脂的合成及其对水中溴酸根及前驱物溴离子的吸附性能与机制

水中的溴离子(Br^-)和溴酸根离子(BrO₃^-)由于难挥发、易溶解、稳定性好而难以除去,因此,制备了一种对较低浓度的Br^-和BrO₃^-都有良好吸附去除效果的季铵碱树脂(Quaternary ammonium base resin,QABR)并表征了其物化结构.同时,考察了初始浓度、QABR投加量、溶液pH、离子强度、吸附接触时间和吸附温度等因素对QABR吸附Br^-和BrO₃^-性能的影响.结果表明,在0.05～4.00 mmol·L^-1浓度范围内,在298 K、pH=7.0时QABR对Br^-和BrO₃^-的吸附能力最佳,其最大吸附量分别为1.78 mmol·g^-1和1.65 mmol·g^-1;QABR对Br^-和BrO₃     

紫外高级氧化工艺降解水溶液中的人工甜味剂

人工甜味剂（ASs）作为一类新兴污染物在世界范围内的各种水体中被广泛检出,本文选取具有代表性的糖精（SAC）作为研究对象,探讨了紫外/过氧化氢（UV/H₂O₂）和UV/过硫酸盐（PS）两种高级氧化工艺（AOPs）降解SAC的动力学、影响因素、矿化率、转化产物和降解机制.结果表明：单独的UV、PS和H₂O₂对SAC的去除效果有限（去除率<5%）,UV/H₂O₂和UV/PS工艺对SAC的去除效果良好（去除率>99%）且降解符合伪一阶动力学,速率分别为0.38 min^-1和0.09 min^-1.降低溶液pH值、增大PS浓度均可促进SAC降解;但随着H₂O₂浓度的升高,SAC降解效率先增加后减小.相比UV/PS工艺,UV/H₂O₂工艺降解SAC的矿化率更高（可达43%）.产物鉴定结果表明,两种UV-AOPs氧化降解SAC均会生成开环产物,表明反应会破坏SAC分子中的N—S结构.此外,UV/H₂O₂工艺更易生成羟基化产物,二聚体产物仅在UV/PS工艺中被检测到.     

紫外/亚硫酸盐高级还原工艺加速降解水中难降解含碘造影剂

紫外/亚硫酸盐（UV/SO₃^2-）是一种基于紫外活化SO₃^2-离子依靠生成还原性自由基——水合电子降解目标污染物的高级还原工艺.本文研究了UV/SO₃^2-加速降解含碘造影剂泛影酸钠（DTZ）的效能、机制与影响因素以及UV/SO₃^2-降解DTZ的路径.结果表明,UV/SO₃^2-降解DTZ符合一级动力学模型,降解速率快于单独UV和紫外/过氧化氢工艺,且降解速率随SO₃^2-浓度的增加而升高.弱碱性或碱性水质可强化UV/SO₃^2-降解效率,背景有机物对降解DTZ有一定抑制作用.DTZ降解机制包括直接光解和还原性自由基攻击,其中自由基攻击占主要部分.DTZ在UV/SO₃^2-的降解路径包括取代、脱羧基羟基化和酰胺键断裂等.     

高锰酸钾/亚硫酸氢钠氧化嗪草酮后消毒副产物的生成趋势及毒性研究

本文研究了不同pH条件下高锰酸钾/亚硫酸氢钠(PM/BS)对农药嗪草酮(MET)的氧化降解,预氧化后续氯化过程中消毒副产物(DBPs)的变化和毒性评估,同时高锰酸钾(PM)氧化作为对照组.研究表明,PM/BS预氧化较PM预氧化能加大污染物质MET的降解效率,两种预氧化过程中MET的降解率在酸性条件下最大且随着pH的升高而降低,DBPs的生成量和毒性都随着pH的升高而增大.碱性条件下降解率低却生成了大量的二氯乙腈,导致DBPs的生成量和毒性大幅增加,值得引起重视和注意,本文对此种现象产生的原因进行了详细探讨.PM/BS系统降解污染物需要控制在酸性条件下进行,既能增大降解效率,又能降低DBPs的毒性.     

海水循环养殖系统水处理工艺综述

论述了海水循环养殖系统(RAS)需要控制的水质参数及相关单元水处理工艺.RAS需要对盐度、pH、温度、溶解氧等水质参数进行监测控制,并常采用物理、生物、化学处理的组合工艺,使固体物质、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、有机物以及致病微生物等的浓度维持在安全范围内.固体物质根据粒径和可沉降性的不同,可采用沉降、过滤、泡沫分离或生物过滤法去除;氨氮、亚硝酸盐以及硝酸盐主要通过生物的硝化和反硝化作用去除;有机物主要通过生物降解去除;化学药剂消毒以及紫外辐照是RAS常用的消毒方法,消毒剂残余及消毒副产物对水质和动物健康的影响是选择合适消毒方法需要考虑的两个关键因素.最后,列举了几种海水RAS常用的组合处理工艺,并提出了针对性的改进建议.     

多氨基树脂的制备表征及其对水中酚类化合物的吸附机制

通过沉淀聚合法制备了三交联型的聚马来酸酐树脂(Polymaleic anhydride resin,PMAR),然后氨化接枝得到系列衍生的多氨基树脂,并采用红外光谱(FTIR)、Zeta电位、元素分析、扫描电镜(SEM)和N₂吸附/解吸(BET)等手段对其进行了表征.对系列多氨基树脂的吸附性能进行比较发现,该系列树脂对4-硝基苯酚(4-NP)的吸附能力随氨基数量的增加而增加,其中以氨基数最多的四亚甲基五胺修饰的聚马来酸酐树脂PMAR-VA吸附性能最好.在各种酚类化合物中,PMAR-VA树脂对4-NP具有较高的选择性.同时,研究了树脂投加量、溶液pH、离子强度等因素对水中4-N吸附性能的影响,并对吸附过程进行了吸附动力学模拟,发现吸附过程符合拟二级动力学模型.Langmuir等温吸附模型可以很好地描述PMAR-VA对溶液中4-NP的吸附过程,最大吸附量为77.1 mg·g^-1(pH=6.0和25 ℃).吸附热力学结果表明,4-NP在PMAR-VA上的吸附是一个自发的物理吸附过程,其吸附机制主要为静电吸引和氢键.脱附再生实验发现,0.2 mol·L^-1 NaOH溶液脱附效果最优.经5次循环再生使用,PMAR-VA树脂的吸附性能没有明显下降.