水和污水处理过程中荧光性有机物的变化

发布时间：2019-08-28 13:00

【摘要】：由于目前传统水质检测多数采用的化学方法无法快速、灵敏地跟踪检测城市净水厂和污水厂中污染物的去除情况,以及饮用水水源受污染状况,本文利用三维荧光光谱技术反映水和污水处理过程中荧光性有机物的变化。通过对以微污染河网水为原水的净水厂中各处理单元去除溶解性有机碳(DOC)和氨氮的效果进行了分析。采用三维荧光分光光度计,并结合平行因子分析法(PARAFAC)解析溶解性有机物(DOM)中荧光类有机物的变化情况。氨氮的去除主要集中在预处理曝气生物池,去除率达到63.2%。混凝沉淀、过滤和臭氧-活性炭对DOC均有去除效能,其中常规处理工艺对DOC的去除有较大贡献,去除率达57.2%。但生物预处理和常规处理均不能有效去除荧光类有机物。臭氧—活性炭能有效去除净水厂水中的类色氨酸、类酪氨酸和类腐殖质等荧光类有机物,其荧光峰值的削减幅度分别可达82.1%、63.3%和61.6%。结果表明,生物预处理、常规净水工艺和臭氧—活性炭深度处理组合工艺才能保证供水的安全。在双沟式氧化沟工艺基础上通过投加聚合氯化铝(PAC)、冬季投加甲醇,以强化C、N、P的去除。运行结果显示,二沉池出水CODCr控制在22.0 mg/L以下;氨氮控制在4.0 mg/L以下;总氮控制在12.7 mg/l以下;总磷控制在0.5mg/l以下。荧光性有机物中类色氨酸的特征峰荧光强度削减量可达35.8%;而对类酪氨酸与类腐殖质去除效果不明显。二沉池出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级a标准。利用三维荧光光谱技术分析检测了某江河水沿岸4个城市的江水及自来水。在激发/发射波长(λex/λem)=290/320nm,和λex/λem=340/425nm处出现明显的荧光峰,分别反映了水体中存在类蛋白质及类腐殖质物质。人类活动对江河水质会产生严重的影响,水体污染状况会随着江流自上而下逐渐加重。常规的水处理工艺(混凝,沉淀、过滤)难以去除荧光性有机物,而深度水处理(臭氧生物活性炭过滤)能有效去除这类物质。结果表明,三维荧光光谱技术的应用使快速检测水质,并通过检测选择相应的水处理工艺成为可能。利用荧光分光光度计对溶有二甲苯的水样进行三维荧光扫描,发现位于λex/λem=270/295nm处有一个明显的荧光峰,荧光峰值与二甲苯溶液浓度呈线性相关,其颜色随浓度增加而逐渐变深,可以通过分析二甲苯的三维荧光特性来快速测定水体中二甲苯浓度及判断污染的程度。粉末活性炭对水中的二甲苯具有很好的吸附去除效能。在源水中二甲苯浓度达到《生活饮用水卫生标准》规定的限值0.5mg/l时,采用活性炭投加量为20mg/l,可在20min内快速去除二甲苯,去除率可达95%以上。三维荧光光谱技术可用以快速、灵敏地反映水和污水处理过程中荧光性有机物的变化。本文为该技术在净水厂、污水厂处理流程中污染物的分析检测,以及饮用水水源突发污染事故的监测等方面的应用提供了参考,对于三维荧光光谱技术在城市供水安全的保障和饮用水水源的保护方面的进一步应用具有借鉴意义。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703;TU991.2

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本文编号：2530159