家庭常用设备对饮用水中卤代甲烷的去除研究

发布时间：2018-02-09 23:56

本文关键词： 家庭水处理设备消毒副产物卤代甲烷降解　出处：《哈尔滨工业大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：20世纪初人们开始使用氯消毒来灭活饮用水中的细菌病毒,至今已经有一百多年,目前仍被世界各国广泛使用。但是,氯在消毒的过程中,会产生一系列致癌和致突变物质,即消毒副产物(DBPs),其中卤代甲烷是含量最大并受到最多关注的一类DBPs。目前,关于DBPs生成后去除的研究较少,尤其是末端治理少有涉及。家庭水处理设备提供了净水的最后一道防线,其重要性不亚于水处理厂对DBPs前体物的控制。因此,本课题系统评价了多种家庭处理和储水设备对常见七种卤代甲烷的去除效果和反应机理。设备包括家用净水器,烧水壶,微波炉,搅拌机,紫外消毒器,超声波清洗机等。涉及到的卤代甲烷包括氯代,溴代和碘代甲烷。家用净水器对卤代甲烷的去除实验结果表明:在不同流速、水体、卤代甲烷初始浓度下,PP棉对卤代甲烷的去除率为10%~40%,压缩活性炭为10%~40%,颗粒活性炭为60%~90%,三级滤芯合并的共同去除效果可达80%~100%。不同流速,水体和压力对去除率的影响均较小。反渗透单独使用,去除就能达到较好的效果,去除率在95%~100%。七种卤代甲烷处理后浓度均低于10μg/L。不同浓度,压力,水体均不影响去除效果。七种卤代甲烷随着分子量增大,去除效果有增加的趋势。超滤膜对卤代甲烷的去除效果较差,去除率在9%~33%。紫外去除对卤代甲烷的去除实验结果表明:波长为254 nm的紫外光照射4 min,五种溴代甲烷和碘代甲烷可以达到78%~100%的去除率,一溴二氯甲烷的降解率为20%,三氯甲烷未降解。功率增加促进光解速率,初始浓度,水体不影响光解。水中余氯,碳酸根不影响光解。而余氯本身能够发生紫外光解。碘离子能够促进氯代甲烷的光解速率,尤其是促进三氯甲烷的光解。电烧水壶对卤代甲烷的实验结果表明:煮沸能够有效地控制卤代甲烷。家用烧水壶煮沸后敞口冷却,对六种卤代甲烷的去除率能达到80%~98%,其对三碘甲烷的去除率最低,只能达到62%~78%。如果煮沸后闭口冷却,则去除率平均下降20%。七种卤代甲烷浓度越高,得到的去除率越高,但最终处理后的浓度都能达到相同的水平。卤代甲烷在超纯水中的去除率高于自来水。挥发是煮沸过程中去除卤代甲烷的重要原因。微波加热实验结果表明:不加盖的水样4 min能去除48%~81%的卤代甲烷。而水样加盖时,去除率只达到10%~26%。挥发性实验中,2 500 r/min转速经20 min搅拌,六种卤代甲烷可以达到65%~90%的去除率,三碘甲烷可以去除20%。增加转速,去除率增加。杯间倾倒和振荡也能显著去除卤代甲烷。超声清洗机去除卤代甲烷的实验中,30 W超声40 min可以去除六种卤代甲烷60%,三碘甲烷去除率为30%,并且开口超声的效果明显优于闭口超声。超声功率增大,去除率增加。综合各种家用设备对卤代甲烷的去除效果,煮沸是最为便捷而又高效的方式,然而,对出水浓度要求较高的情况下可选用反渗透。加热水体有利于卤代甲烷的去除,但应敞口冷却后饮用更利于健康。光解也是一种很好的去除方式,可以去除部分卤代甲烷和余氯。
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【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU991.2

【参考文献】