臭氧-混凝交互作用对水体有机物的影响

研究臭氧在纯水和混凝剂[Al_2(SO_4)_3]溶液中残余浓度的变化;采用差异吸收分析(differential absorbance,DA)、三维荧光(three dimensional fluorescence excitation-emission matrix spectroscopy,3D-EEM)和气相色谱(gas chromatograph,GC)、总有机碳分析(total organic carbon analyser,TOC)等研究水体有机物(富里酸)光谱特征、有机物和消毒副产物(DBPs)生成量在预臭氧、预臭氧-混凝(POC)以及臭氧-混凝联用(OC)后的差异;研究臭氧和混凝联合作用对有机物氧化程度及其对DBPs生成的影响.结果表明POC与OC作用存在明显差别,臭氧与混凝剂Al_2(SO_4)_3存在交互作用.交互作用主要体现在:(1)臭氧-混凝联用时臭氧降解速率加快;且臭氧降解中自由基产量相对增加.当臭氧投量2 mg·L~(-1),Al3+含量为1 mg·L~(-1)、3 mg·L~(-1)时,自由基捕获量比单独臭氧分别高15.2%和23.9%.(2)联用和预臭氧-混凝对有机物反应的差异,体现在OC有机物去除率低于POC,二者对有机物的反应途径不同;进而导致有机物与消毒剂反应的差异以及DBPs生成的差异.联用对DOC的去除能力明显强于单独臭氧和单独混凝,但弱于预氧化-混凝.当O3浓度为1 mg·L~(-1)、Al3+1 mg·L~(-1)时POC处理后二氯乙酸生成势(DCAAFP)和三氯乙酸生成势(TCAAFP)分别为47μg·L~(-1)和20.5μg·L~(-1),三氯甲烷生成势(CFFP)为97.8μg·L~(-1),较原水分别降低51%、64.6%和41.5%;而相应臭氧-混凝处理后DCAAFP和TCAAFP分别为48.4μg·L~(-1)和21.4μg·L~(-1),CFFP为117.3μg·L~(-1);较原水分别降低49.6%、63%和29.5%.同等臭氧投量下,增加混凝剂的剂量,POC和OC处理效果的差异进一步扩大.为保证用水安全和处理效率,臭氧和混凝联用时对臭氧的浓度、投加位置、混凝剂的种类等都需要进一步的研究论证,慎重选择.     

EGCG消毒过程中氧化聚合作用对色度的影响研究

为探究茶多酚消毒时的色度问题,采用茶多酚中具有抑菌作用的主要成分表没食子儿茶素没食子酸脂(Epicatechin gallate,EGCG)为消毒剂,在不同条件下(消毒剂投加量、接触时间、水样p H、光照条件),测试EGCG氧化聚合反应对水样色度变化的影响。研究表明,非酶促氧化聚合反应主要受EGCG的投加量、水样p H的影响,其影响色度的方式是通过影响反应平衡进而控制聚合物的生成量;酶促氧化聚合反应的条件是存在多酚氧化酶(PPO),水中细菌可提供PPO,而光照条件是影响PPO活性的主要因素,水样p H的变化对于二聚醌(dimer quinone)进一步发生亲核加成反应起着关键作用。     

新型溴代苯酚类消毒副产物的氯化降解机制

最近,13种新型极性卤代苯酚类消毒副产物在氯化消毒后的饮用水中被发现,它们按结构被分成4组,分别是二卤-4-羟基苯甲醛、二卤-4-羟基苯甲酸、二卤水杨酸和三卤苯酚.为研究它们在氯化消毒过程中的降解机制,选取了其中的4种全溴代种类,即3,5-二溴-4-羟基苯甲醛、3,5-二溴-4-羟基苯甲酸、3,5-二溴水杨酸以及2,4,6-三溴苯酚,利用UPLC/ESI-tq MS中的前体离子扫描,多反应监测和子离子扫描,鉴定了这几种消毒副产物在氯化消毒过程中的中间产物以及终产物,并根据这些中间产物和终产物与消毒时间的关系推测了其降解路径.结果表明,除了3,5-二溴水杨酸相对较稳定外,其余3种消毒副产物在氯化消毒过程中不稳定,通过取代、水解以及氧化等过程最终降解为卤乙酸等脂肪族小分子消毒副产物.在降解过程中有许多中间产物被检测并鉴定出来,其中包含一组具有五元环结构的新型消毒副产物(三卤代-羟基环戊烯二酮).     

活性炭吸附对藻类有机物的去除及其消毒副产物的控制

本文研究了粉末活性炭(powder activated carbon,PAC)吸附对藻类有机质(algal organic matter,AOM)及其典型含氮和非含氮消毒副产物(disinfection by-products,DBPs)的去除效能.结果表明,AOM主要含有一些小分子量、亲水性、低芳香度的有机质,三维荧光光谱证实,PAC吸附改变了AOM的组成,明显降低了类腐殖质物质含量,但对芳香蛋白类物质去除能力有限.PAC投加量为20 mg·L~(-1),吸附时间10~30 min时,对于3.30 mg·L~(-1)的胞内有机质(intracellular organic matter,IOM)和胞外有机质(extracellular organic matter,EOM)溶液,溶解性有机碳去除率分别为20.7%~31.9%和12.6%~19.0%.PAC对IOM和EOM中卤代甲烷总生成量的最高去除率分别为26.6%和35.8%;卤代乙腈总生成量的最高去除率分别为49.6%和53.6%,其中二溴乙腈前体物的去除效果显著.PAC对EOM氯化生成的DBPs的控制作用较好.     

饮用水预氯化工艺潜在的健康风险及改进工艺的研究进展

本文分析了预氯化技术对饮用水安全性的影响,以及提高饮用水的安全性和改进常规预处理工艺的研究进展.预氯化因会增加消毒副产物的生成,其作用不断受到质疑.预臭氧氧化、预高锰酸钾氧化和预氯胺氧化工艺等都在不同程度上对消毒副产物生成起到抑制作用,逐步被用于强化常规工艺.     

重量法研究非离子表面活性剂对典型挥发性有机污染物的增溶作用

采用重量法研究了典型非离子表面活性剂（Tween-20、Tween-40、Tween-60、Tween-80）对以甲苯为代表的挥发性有机污染物（VOCs）的增溶作用.通过计算甲苯在初始和平衡状态的质量变化,确定甲苯在表面活性剂中的增溶量,比较了重量法与传统紫外分光光度法的测定结果,并计算分析4种表面活性剂增溶作用下甲苯...     

民机蒙皮材料紫外老化加速环境谱研究

研究紫外辐射环境对蒙皮材料的性能退化影响,进而对民机的紫外辐射防护设计提供重要依据,并依据其使用环境编制加速环境谱。通过分析民机的任务特点和使用环境,基于民机巡航高度下紫外辐射强度的仿真结果和相关紫外环境试验标准,提出了适用于民机蒙皮材料的紫外老化加速环境谱,给出了各试验条件的确定方法,以及加速环境谱与外场实际使用环境的当量加速关系。以民机机身部位蒙皮试样为例,初步开展了若干周期的紫外老化试验,蒙皮表面材料的形貌改变和性能退化验证了所提出的加速环境谱的可行性。     

人工回灌过程中胶体对CHCl3形成机制的影响

以揭示回灌过程中CHCl₃耦合胶体效应影响下的二次形成作用为研究目标,通过批实验分析有、无胶体条件下不同水化学条件对CHCl₃生成速率及生成量的影响,并结合切向流超滤技术和原子力电镜扫描（AFM）表征手段分析CHCl₃-SiO₂胶体协同作用模式.结果表明,CHCl₃的生成量随着反应时间的增加而增大,并在特定的反应时间内,高氯/TOC比率、高pH值、低离子强度均会促进CHCl₃的二次形成.SiO₂胶体的存在会影响反应前体物的吸附,使各时刻CHCl₃生成作用均受到抑制,并对水中的CHCl₃有强吸附作用.结果可为人工回灌过程中CHCl₃的二次形成作用提供科学参考.     

金属有机骨架HKUST-1对水中微量氨基酸的吸附性能

采用溶剂热法制备金属有机骨架HKUST-1,选取水源水中检出率较高的酪氨酸（Tyr）、苯丙氨酸（Phe）和色氨酸（Trp）为目标物,开展了HKUST-1吸附微量氨基酸性能的研究.利用XRD和FTIR技术对吸附剂HKUST-1进行了表征和分析,通过吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学的研究探讨HKUST-1吸附氨基酸的机理.结果表明,HKUST-1具有高结晶度,对酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有较好的去除效果,饱和吸附容量分别可达248.65,143.67,140.09mg/g;吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型和Lagergren准二级动力学模型;吸附热力学结果表明,HKUST-1去除氨基酸的过程为吸热反应;高吸附容量主要归因于静电相互作用、氢键和π-π相互作用.