飲用水中消毒副產(chǎn)物三氯乙腈的控制技術(shù)研究.pdf

1、飲用水中消毒副產(chǎn)物大多具有“三致”（致癌、致畸、致突變）效應(yīng)，給人體的健康造成嚴重的威脅，因此開展針對消毒副產(chǎn)物的控制研究，對于人類健康、社會穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展有著深遠的影響。
　　本論文以消毒副產(chǎn)物三氯乙腈(TCAN)為研究對象，主要探討了TCAN的控制方法，考察了粉末活性炭吸附、高鐵酸鉀氧化、Fe/Cu催化還原技術(shù)對TCAN的去除效果、影響因素、反應(yīng)機理以及反應(yīng)動力學(xué)。
　　試驗采用液液萃取-氣相色譜儀的方法，建立了TCAN

2、的檢測分析方法，使目標物和內(nèi)標得到了很好的分離。加標回收率和精密度試驗中，得到的加標回收率在92.9％～103.86％之間，相對標準偏差(RSD)在3.88～7.96％之間，檢測限為0.60～2.61μg/L，說明準確性和精密性較高。
　　研究表明:粉末活性炭(PAC)吸附TCAN的過程分為三個階段，快速階段、慢速階段和動態(tài)平衡階段。PAC在快速吸附TCAN的階段，主要是因為PAC表面存在大量的活性點位，吸附傳質(zhì)動力大，所以TCA

3、N的去除率增長速度比較快。慢速階段主要是因為PAC表面的活性點位減少了，以致于PAC吸附TCAN的效率有所下降。在動態(tài)平衡階段，PAC已經(jīng)吸附飽和。隨著PAC的投加量增加，TCAN的去除率升高，吸附效果也在提高。對于初始濃度為50μg/L的TCAN溶液，當PAC的投加量為0.7g/L時，TCAN的去除率達到87.5％，再增加PAC的投加量，TCAN的去除率增加的也不明顯。隨著溫度的提高，吸附效果也有所上升，隨著pH的增大，PAC對TCA

4、N的去除效率降低，因為堿性條件下不利于PAC的吸附。
　　隨著TCAN的初始濃度增加，雖然PAC對TCAN的吸附量越來越大，但TCAN的去除率卻是在下降的。原因主要是PAC的活性點位有限，吸附飽和之后就不會再有吸附的效果了，到吸附平衡階段，隨著初始濃度增加，TCAN的吸附量在增加，是由于初始濃度的增加產(chǎn)生了一種驅(qū)動力，減小了TCAN在水溶液和PAC之間的傳質(zhì)阻力。PAC對TCAN的吸附與Freundlich吸附等溫線方程擬合性較好

5、，PAC吸附TCAN的反應(yīng)過程符合準二級吸附動力學(xué)規(guī)律。
　　對于初始濃度為50μg/L的TCAN溶液，當高鐵酸鉀的投加量一定時，隨著時間的增加，高鐵酸鉀對TCAN的去除率在增加，30min后，去除率達到64.18％，之后趨于平穩(wěn)。高鐵酸鉀投加量對TCAN的去除效果影響較大，高鐵酸鉀的投加量由0.01g/L增加到0.09g/L時，TCAN的去除率由41.08％提高到81.06％。對于初始濃度為50μg/L的TCAN溶液，在高鐵酸鉀

6、投加量為0.05g/L、溫度為25℃的條件下，pH在4.5～6.5范圍內(nèi)，TCAN的去除率隨著pH的升高而增加，當pH為6.5，高鐵酸鉀投加量為0.05g/L時，反應(yīng)進行30min后，TCAN的去除率達到64.23％。高鐵酸鉀降解TCAN符合一級反應(yīng)動力學(xué)規(guī)律。
　　對于濃度為50μg/L的TCAN溶液，單質(zhì)Fe對TCAN的去除效果一般，去除效率為48.72％，F(xiàn)e/Cu混合物對TCAN去除效果較好，F(xiàn)e/Cu（質(zhì)量比為8∶1）對

7、TCAN的去除率為89.28％。隨著Fe/Cu投加量的增大，F(xiàn)e/Cu對TCAN的去除效率也隨著增大，當Fe/Cu（質(zhì)量比8∶1）投加量從1g/L增加到5g/L時，去除率從55.08％增加到87.76％。隨著溫度的升高，TCAN的去除率也明顯升高。原因是溫度升高的時候，溶液中活化分子會增加，分子間的碰撞幾率也增大了，從而提高了TCAN的去除率。TCAN去除率隨著TCAN初始濃度增加而上升，當TCAN的初始濃度從10μg/L增加到50μg