污水深度处理方法去除二级出水有机物（EfOM）的效能及其缓解超滤膜污染研究

发布时间：2023-04-21 00:37

　　污水深度处理与回用是缓解当前我国水资源短缺的重要途径。本论文以水污染控制重点实验室中试反应器二级出水作为研究对象，考查了活性炭(ActivatedCarbon，AC)吸附、生物活性炭(Biological Activated Carbon，BAC)过滤、臭氧(Ozone，O₃)氧化以及活性炭催化臭氧化(Activated CarbonCatalytic Ozonation，AC/O₃)四种深度处理技术处理二级出水的效能，采用超滤分离、树脂分离、凝胶色谱分析和三维荧光光谱表征等分析方法，探讨了二级出水有机物(EffluentOrganic Matter，EfOM)的主要性质变化，并进一步研究了这四种深度处理方法对后续超滤膜污染的缓解作用。 实验结果表明，在吸附时间足够长、AC投量也适宜的条件下，AC可吸附绝大多数的EfOM，考虑到AC的利用率情况，AC吸附的投量应控制在2.0g/L以下。以溶解性有机碳(Dissolved Organic Carbon，DOC)和紫外吸光度(Ultravioletabsorption at254nm，UV

【文章页数】：128 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 我国水资源现状
        1.1.2 城市水资源短缺的主要解决途径
        1.1.3 我国污水再生利用现状
        1.1.4 二级出水有机物
    1.2 国内外污水深度处理研究进展
        1.2.1 活性炭吸附处理二级出水的研究进展
        1.2.2 生物过滤法处理二级出水的研究进展
        1.2.3 高级氧化处理二级出水的研究进展
        1.2.4 预处理方式对超滤膜污染的缓解作用
    1.3 研究内容、意义和技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究意义
        1.3.3 研究技术路线
第2章 实验材料与分析方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 活性炭
        2.1.2 二级出水
    2.2 实验分析方法
        2.2.1 pH测定
        2.2.2 溶解性有机碳(DOC)和总氮(TNb)测定
        2.2.3 紫外吸收值(UV₂₅₄)和比紫外吸光度值(SUVA)
        2.2.4 可生物降解有机碳
        2.2.5 EfOM的分子量分布表征
        2.2.6 亲疏水性分离
        2.2.7 三维荧光光谱测定
        2.2.8 AC等电点测定
第3章 活性炭吸附处理二级出水效能研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法
        3.2.1 AC吸附等温线(Adsorption Isotherm)测定
        3.2.2 活性炭吸附动力学(Adsorption Kinetic)测定
    3.3 活性炭吸附等温线分析
        3.3.1 AC吸附等温线经典模型
        3.3.2 活性炭吸附等温线拟合
        3.3.3 AC粒径和形状对吸附等温线的影响
    3.4 活性炭吸附动力学分析
        3.4.1 AC吸附动力学模型
        3.4.2 活性炭吸附动力学拟合
        3.4.3 AC投量和粒径对AC吸附动力学的影响
        3.4.4 AC形状对AC吸附动力学的影响
    3.5 本章小结
第4章 生物活性炭处理二级出水效能研究
    4.1 引言
    4.2 实验材料及装置
        4.2.1 活性炭和二级出水
        4.2.2 实验装置
    4.3 结果分析与讨论
        4.3.1 BAC对DOC的去除
        4.3.2 BAC对UV₂₅₄和SUVA的去除
        4.3.3 BAC对TNb的去除
        4.3.4 分层取样分析
        4.3.5 BAC处理对EfOM分子量分布(MWD)的影响
        4.3.6 BAC处理对EfOM荧光特性的影响
        4.3.7 反冲洗对BAC效能的影响
    4.4 本章小结
第5章 臭氧化处理二级出水效能研究
    5.1 引言
    5.2 实验装置与方法
        5.2.1 实验装置
        5.2.2 臭氧化过程
    5.3 结果分析与讨论
        5.3.1 臭氧化对二级出水综合指标的影响
        5.3.2 臭氧化对二级出水可生化性的影响
        5.3.3 臭氧化对EfOM分子量分布的影响
        5.3.4 臭氧化对EfOM亲疏水性质的影响
        5.3.5 臭氧化对EfOM荧光色谱图的影响
    5.4 本章小结
第6章 活性炭催化臭氧化处理二级出水效能研究
    6.1 引言
    6.2 实验装置与方法
        6.2.1 实验装置
        6.2.2 活性炭催化臭氧化(AC/O₃)过程
    6.3 结果分析与讨论
        6.3.1 AC/O₃对DOC的去除
        6.3.2 AC/O₃对UV254的去除
        6.3.3 AC/O₃对EfOM分子量分布的影响
        6.3.4 AC/O₃对EfOM荧光特性的影响
        6.3.5 AC投加量对AC/O₃效能的影响
        6.3.6 AC的利用次数对AC/O₃效能的影响
        6.3.7 AC粒径对AC/O₃效能的影响
        6.3.8 初始pH对AC/O₃效能的影响
    6.4 本章小结
第7章 预处理对超滤膜污染的缓解作用
    7.1 引言
    7.2 实验材料与方法
        7.2.1 超滤膜
        7.2.2 实验装置
        7.2.3 二级出水预处理
        7.2.4 超滤实验
    7.3 实验结果分析与讨论
        7.3.1 超滤对二级出水的处理效果
        7.3.2 超滤膜通量下降及膜污染的可逆性
        7.3.3 AC吸附对超滤膜污染的缓解作用
        7.3.4 BAC对超滤膜污染的缓解作用
        7.3.5 O₃氧化对超滤膜污染的缓解作用
        7.3.6 AC/O₃对超滤膜污染的缓解作用
        7.3.7 AC吸附、臭氧化和AC/O₃缓解超滤膜污染效能比较
    7.4 本章小结
结论
建议与展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
已申请的专利
其他成果
致谢



本文编号：3795479