羟基自由基快速氧化降解饮用水中致嗅物质研究
发布时间：2021-07-09 15:40
由二-甲基异莰醇（2-MIB）和土臭素（GSM）导致的嗅味问题是饮用水处理行业面临的全球性问题,特别是在富营养化严重的湖泊、水库等地表饮用水源中嗅味问题尤为突出。这是由于2-MIB和GSM人类嗅阈值浓度低,且难以被常规水处理技术去除。另外,船舶饮用水作为饮用水二次供水的一种,同样存在嗅味污染以及其它一些卫生安全问题,特别是远洋船舶。研究表明,五年以上船龄的远洋船舶,船上饮用水合格率低于60%。由于我国对饮用水嗅味问题研究起步较晚,因此解决由2-MIB和GSM引起的嗅味问题是我国饮用水行业的迫切需求。本文建立了水中致嗅物质2-MIB和GSM的快速检测方法,研究了大气压强电离放电结合水力射流空化生成·OH方法对水中2-MIB和GSM的快速氧化降解。结果表明该·OH方法可以快速降解致嗅物质,并最终将其矿化形成C02、H20。该·OH方法绿色、安全、无二次污染。具体研究内容和取得的研究成果如下:（1）利用大气压强电离放电过程生成的高能电子电离电解O2分子,制备高浓度的氧活性粒子如O2+、O（1D）、O（3P）、O2-、O3等,其浓度可达到227 mg/L,然后经过文丘里气液混匀,在水力空化作用...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１二－甲基异莰醇分子结构式模型（左：３Ｄ模型；右：分子结构式）??Ｆｉｇ．?１．１?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?２－ＭＩＢ?（Ｌｅｆｔ：?３Ｄ?ｍｏｄｅｌ；?Ｒｉｇｈｔ：?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）??
Ｆｉｇ．?１．２?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ＧＳＭ?（Ｌｅｆｔ：?３Ｄ?ｍｏｄｅｌ；?Ｒｉｇｈｔ：?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）??二－甲基异莰醇和土臭素来源??湖泊以及水库水体富营养化是导致水体产生致嗅物质的主要根源，水体化为藻类以及其它微生物生长提供了充足的营养物质。??究发现，几乎所有浮游藻类都会生成２－ＭＩＢ或ＧＳＭ，包括：蓝藻、、甲藻、裸藻等。其中蓝藻是导致水体产生土霉味物质的主要藻类，它体中易大量繁殖，在世界各地以及我国南方水域，由蓝藻过度繁殖引问题均有报道。??对美国中西部水域蓝藻水华爆发与致嗅物质产生关系研究发现，在所爆发水样中，９１％的水样中都存在致嗅物质，其中８７％水样中检测到ＧＳ水样中含有２－ＭＩＢ［３９］；加利福尼亚一实验室在２２年间，从美国８个州离到４１株蓝藻，研宄发现这些蓝藻均有生成２－ＭＩＢ、ＧＳＭ的能力［４（）］；日本１９８９？１９９０年间，日本霞浦湖三次致嗅物质污染事件都是由蓝藻
炭吸附具有很好的除嗅能力。在饮用水行业已经被广泛用于水中微量污染物的去??除。活性炭去除水中微量污染物效果的好坏与活性炭的颗粒大小，活性炭内部结??构，孔的分布以及活性炭的表面化学处理等因素密切相关。图１．３为活性炭内部结??构，外部液膜起传质作用，水以及有机污染物通过大孔扩散到活性炭内部，内部??有小于ｌｎｍ的微小孔隙，然后通过活性炭上的活性基团以及截留作用对有机污染??物进行吸附，而水分子以及较小的无机盐离子可以自由通过微小孔隙。??．薄意魏ｓ麵??罌卿??图１．３理想活性炭内部结构??Ｆｉｇ．?１．３?Ｉｄｅａｌｉｚｅｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ??目前在水处理行业使用较多的活性炭按形态分为粉末活性炭（Ｐｏｗｄｅｒｅｄ??ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ，?ＰＡＣ）和颗粒活性炭（Ｇｒａｎｕｌａｒ?ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ，?ＧＡＣ）两大类。??２００１年Ｃｏｎｓｉｄｉｎｅ?Ｒ等人研宄了经过表面化学处理后的活性炭对２－ＭＩＢ吸附去除??效果的影响，结果表明随着活性炭化学处理过程氧含量的降低，活性炭对２－ＭＩＢ??的吸附能力逐渐增加。同时不仅溶质会影响活性炭对目标物的吸附效果，溶剂的??不同也会影响活性炭的吸附能力［６７］。２００９年Ｍａｔｓｕｉ?Ｙ等人研究了超细粉末活性炭??（Ｓｕｐｅｒ－ｐｏｗｄｅｒｅｄ?ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ，Ｓ－ＰＡＣ）对?ＧＳＭ?的吸附去除能力，利用吸附动??力学模型分析表明
【参考文献】：
期刊论文
[1]顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用测定饮用水中的2-甲基异莰醇和土臭素[J]. 成建国,刘开颖,白敏冬,程超,余忆玄,周新颖. 色谱. 2015(12)
[2]超高效液相色谱-串联质谱法测定甜樱桃果皮中花青苷类物质[J]. 魏海蓉,易锡斌,谭钺,宗晓娟,王甲威,徐丽,刘庆忠. 色谱. 2015(06)
[3]地表水体放线菌分离鉴定与致嗅能力研究[J]. 陈娇,白晓慧,卢宁,王先云,章永辉,吴潘成,郭心驰. 环境科学. 2014(10)
[4]富营养化湖泊水体藻水分离絮凝剂的筛选研究[J]. 李鑫,张乃明,包立,康日峰,陈文韬,胡兴纲. 环境工程. 2014(S1)
[5]2013年世界船舶市场评述与未来展望[J]. 李源,秦琦,祁斌,沈苏雯,刘方琦. 船舶. 2014(01)
[6]2007—2010年厦门港船舶饮用水水质状况调查[J]. 黄健康,赖永彬,章国辉,庄丽. 中国国境卫生检疫杂志. 2013(04)
[7]九龙江拟多甲藻水华预警和应急处置的初步研究[J]. 边归国. 中国环境管理. 2013(03)
[8]湖泊蓝藻水华发生机理研究进展[J]. 马健荣,邓建明,秦伯强,龙胜兴. 生态学报. 2013(10)
[9]Identification of causative compounds and microorganisms for musty odor occurrence in the Huangpu River,China[J]. Daolin Sun,Jianwei Yu,Wei An,Min Yang,Guoguang Chen,Shujun Zhang. Journal of Environmental Sciences. 2013(03)
[10]三峡水库香溪河库湾夏季蓝藻水华成因研究[J]. 田泽斌,刘德富,杨正健,方小凤,姚绪姣,方丽娟. 中国环境科学. 2012(11)
博士论文
[1]分区激励式大气压非平衡等离子体反应器阵列研究[D]. 俞哲.大连海事大学 2015
[2]紫外/过硫酸盐氧化除嗅并控制消毒副产物生成的效能研究[D]. 谢鹏超.哈尔滨工业大学 2015
[3]羟基自由基的高效生成及处理船舶压载水的海洋环境安全研究[D]. 张拿慧.大连海事大学 2013
[4]土臭素和二甲基异冰片的控制技术及机理研究[D]. 马晓雁.同济大学 2007
硕士论文
[1]黄埔口岸国际航行船舶生活饮用水水质现况调查分析[D]. 麦晨.华南农业大学 2016
[2]高殿水厂饮用水中异嗅物质调查及其去除控制研究[D]. 何小燕.南华大学 2013
[3]真空紫外处理水中难降解微量有机污染物[D]. 岳思阳.哈尔滨工业大学 2012
[4]广东省部分供水水库典型异味物质的分布与动态[D]. 桂佳.暨南大学 2010
本文编号：3274022
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１二－甲基异莰醇分子结构式模型（左：３Ｄ模型；右：分子结构式）??Ｆｉｇ．?１．１?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?２－ＭＩＢ?（Ｌｅｆｔ：?３Ｄ?ｍｏｄｅｌ；?Ｒｉｇｈｔ：?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）??
Ｆｉｇ．?１．２?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ＧＳＭ?（Ｌｅｆｔ：?３Ｄ?ｍｏｄｅｌ；?Ｒｉｇｈｔ：?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）??二－甲基异莰醇和土臭素来源??湖泊以及水库水体富营养化是导致水体产生致嗅物质的主要根源，水体化为藻类以及其它微生物生长提供了充足的营养物质。??究发现，几乎所有浮游藻类都会生成２－ＭＩＢ或ＧＳＭ，包括：蓝藻、、甲藻、裸藻等。其中蓝藻是导致水体产生土霉味物质的主要藻类，它体中易大量繁殖，在世界各地以及我国南方水域，由蓝藻过度繁殖引问题均有报道。??对美国中西部水域蓝藻水华爆发与致嗅物质产生关系研究发现，在所爆发水样中，９１％的水样中都存在致嗅物质，其中８７％水样中检测到ＧＳ水样中含有２－ＭＩＢ［３９］；加利福尼亚一实验室在２２年间，从美国８个州离到４１株蓝藻，研宄发现这些蓝藻均有生成２－ＭＩＢ、ＧＳＭ的能力［４（）］；日本１９８９？１９９０年间，日本霞浦湖三次致嗅物质污染事件都是由蓝藻
炭吸附具有很好的除嗅能力。在饮用水行业已经被广泛用于水中微量污染物的去??除。活性炭去除水中微量污染物效果的好坏与活性炭的颗粒大小，活性炭内部结??构，孔的分布以及活性炭的表面化学处理等因素密切相关。图１．３为活性炭内部结??构，外部液膜起传质作用，水以及有机污染物通过大孔扩散到活性炭内部，内部??有小于ｌｎｍ的微小孔隙，然后通过活性炭上的活性基团以及截留作用对有机污染??物进行吸附，而水分子以及较小的无机盐离子可以自由通过微小孔隙。??．薄意魏ｓ麵??罌卿??图１．３理想活性炭内部结构??Ｆｉｇ．?１．３?Ｉｄｅａｌｉｚｅｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ??目前在水处理行业使用较多的活性炭按形态分为粉末活性炭（Ｐｏｗｄｅｒｅｄ??ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ，?ＰＡＣ）和颗粒活性炭（Ｇｒａｎｕｌａｒ?ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ，?ＧＡＣ）两大类。??２００１年Ｃｏｎｓｉｄｉｎｅ?Ｒ等人研宄了经过表面化学处理后的活性炭对２－ＭＩＢ吸附去除??效果的影响，结果表明随着活性炭化学处理过程氧含量的降低，活性炭对２－ＭＩＢ??的吸附能力逐渐增加。同时不仅溶质会影响活性炭对目标物的吸附效果，溶剂的??不同也会影响活性炭的吸附能力［６７］。２００９年Ｍａｔｓｕｉ?Ｙ等人研究了超细粉末活性炭??（Ｓｕｐｅｒ－ｐｏｗｄｅｒｅｄ?ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｃａｒｂｏｎ，Ｓ－ＰＡＣ）对?ＧＳＭ?的吸附去除能力，利用吸附动??力学模型分析表明
【参考文献】：
期刊论文
[1]顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用测定饮用水中的2-甲基异莰醇和土臭素[J]. 成建国,刘开颖,白敏冬,程超,余忆玄,周新颖. 色谱. 2015(12)
[2]超高效液相色谱-串联质谱法测定甜樱桃果皮中花青苷类物质[J]. 魏海蓉,易锡斌,谭钺,宗晓娟,王甲威,徐丽,刘庆忠. 色谱. 2015(06)
[3]地表水体放线菌分离鉴定与致嗅能力研究[J]. 陈娇,白晓慧,卢宁,王先云,章永辉,吴潘成,郭心驰. 环境科学. 2014(10)
[4]富营养化湖泊水体藻水分离絮凝剂的筛选研究[J]. 李鑫,张乃明,包立,康日峰,陈文韬,胡兴纲. 环境工程. 2014(S1)
[5]2013年世界船舶市场评述与未来展望[J]. 李源,秦琦,祁斌,沈苏雯,刘方琦. 船舶. 2014(01)
[6]2007—2010年厦门港船舶饮用水水质状况调查[J]. 黄健康,赖永彬,章国辉,庄丽. 中国国境卫生检疫杂志. 2013(04)
[7]九龙江拟多甲藻水华预警和应急处置的初步研究[J]. 边归国. 中国环境管理. 2013(03)
[8]湖泊蓝藻水华发生机理研究进展[J]. 马健荣,邓建明,秦伯强,龙胜兴. 生态学报. 2013(10)
[9]Identification of causative compounds and microorganisms for musty odor occurrence in the Huangpu River,China[J]. Daolin Sun,Jianwei Yu,Wei An,Min Yang,Guoguang Chen,Shujun Zhang. Journal of Environmental Sciences. 2013(03)
[10]三峡水库香溪河库湾夏季蓝藻水华成因研究[J]. 田泽斌,刘德富,杨正健,方小凤,姚绪姣,方丽娟. 中国环境科学. 2012(11)
博士论文
[1]分区激励式大气压非平衡等离子体反应器阵列研究[D]. 俞哲.大连海事大学 2015
[2]紫外/过硫酸盐氧化除嗅并控制消毒副产物生成的效能研究[D]. 谢鹏超.哈尔滨工业大学 2015
[3]羟基自由基的高效生成及处理船舶压载水的海洋环境安全研究[D]. 张拿慧.大连海事大学 2013
[4]土臭素和二甲基异冰片的控制技术及机理研究[D]. 马晓雁.同济大学 2007
硕士论文
[1]黄埔口岸国际航行船舶生活饮用水水质现况调查分析[D]. 麦晨.华南农业大学 2016
[2]高殿水厂饮用水中异嗅物质调查及其去除控制研究[D]. 何小燕.南华大学 2013
[3]真空紫外处理水中难降解微量有机污染物[D]. 岳思阳.哈尔滨工业大学 2012
[4]广东省部分供水水库典型异味物质的分布与动态[D]. 桂佳.暨南大学 2010
本文编号：3274022
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