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《西安建筑科技大学》 2008年
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邻苯二甲酸酯类物质在西安地区地表水中的存赋规律及纳滤膜处理效果研究

林锋  
【摘要】: 邻苯二甲酸酯类物质(PAEs)是环境中存在的一类有毒有害化学物质,它可以通过饮食、接触等途径改变人类和动物的内分泌系统,导致生殖、发育和行为异常。本文选择邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)、邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)4种典型邻苯二甲酸酯类物质作为研究对象,采用固相萃取—气质联机(SPE-GC-MS)进行分析测定,研究了西安市地表水及传统给水处理过程中几种典型PAEs的赋存、迁移规律及纳滤膜对其分离特性。主要结论如下: (1)在不同季节,对西安市地表水中PAEs进行测定分析。发现地表水中PAEs污染较为严重,DEP浓度为0.10—0.57μg/L,DBP浓度为0.18—12.00μg/L,DEHP浓度为0.04—0.87μg/L,DCHP浓度为0—0.11μg/L。其中DBP浓度超出了国家地表水环境标准,DEP和DEHP的浓度也大于国外地表水调查结果。PAEs随季节性水量和地表水水质的影响较大。不同时期PAEs浓度关系为:枯水期平水期丰水期;水质越差PAEs浓度越高。 (2)调查结果表明,以除胶体和浊度为目标的传统给水处理工艺对PAEs处理效果较差,出水PAEs(总量)浓度仍然还有2.03μg/L。通过物料衡算发现,传统给水处理工艺中,PAEs的去除主要靠预氯和加氯消毒氧化作用,混凝沉淀过滤工艺仅起到分离PAEs作用。由于将沉淀池污泥浓缩的上清液与反冲洗水回流,导致PAEs在处理工艺中累积,最终处理水仍然含有原水77%左右的PAEs,仅有约11%的PAEs随污泥外运排出系统。通过模拟实验发现,沉淀池中所投加的混凝剂和助凝剂中含有大量的PAEs,增加了水中的PAEs含量。 (3)研究表明,纳滤是分离PAEs的有效方法,平均截留率在90%以上;BDXN—90膜相比BDXN—70膜效果更好;影响膜性能的主要因素是操作条件(时间、操作压力)、原水性质(pH值、离子强度和腐殖酸)。膜通量随时间的变化不大,截留率最初较高,最后趋于稳定;操作压力与膜通量成正比,而对截留率没有影响。pH值会影响纳滤膜表面双电层及膜孔径,随着pH值的升高,膜表面双电层厚度增加,致使膜孔径变大,pH值越大,膜通量越大,截留率越低;由于金属离子压缩膜表面双电层,离子强度增大,膜孔径减小,导致膜通量下降,PAEs截留率上升,相同离子强度的条件下,CaCl_2比KCl的膜通量小,截留率高。腐殖酸共存条件下,随着过滤时间的延长,会导致膜污染的加剧,膜孔的堵塞,导致膜通量下降,PAEs截留率上升;金属离子的存在可以引起腐殖酸和膜表面的架桥作用,加速膜污染的形成,离子强度越大,影响越显著。 (4)分别对腐殖酸与PAEs、地表水与PAEs的人工配水进行了纳滤膜分离试验研究,两种人工配水在纳滤分离过程的规律比较相似,表明腐殖酸和Ca~(2+)的共同作用会导致膜污染的加剧,膜孔的堵塞,膜通量减小,截留率升高。 (5)考察了纳滤膜处理地表水中微量邻苯二甲酸酯类物质较长时间运行下的稳定性,结果表明,BDXN—90膜分离PAEs较长时间运行下的膜通量稳定在10L/m~2.h左右;PAEs的截留率稳定在98%以上。
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:X703

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1 林锋;邻苯二甲酸酯类物质在西安地区地表水中的存赋规律及纳滤膜处理效果研究[D];西安建筑科技大学;2008年
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