论文部分内容阅读
水华藻类不仅因产生藻毒素对水生生物乃至人类健康构成威胁，而且还分泌具有异味的挥发性次生代谢产物，引发水体嗅味问题，导致饮用水水质下降，饮用水处理耗费大幅增加，并严重影响生态景观和人类消遣旅游地区的美学价值。本文主要通过溶胶-凝胶法制备TiO2-SiO2复合光催化剂，并结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、红外光谱(FTIR)等现代物理表征手段对制备的TiO2-SiO2复合光催化剂的结构、形貌及谱图特征进行分析。其次通过两种典型的藻源性嗅味物质——GSM和MIB，并考察各种反应条件对催化降解GSM和MIB能力的影响，为其工业化应用提供实验参考和理论依据。本文研究主要包括以下四个方面内容: 本文新制备的TiO2-SiO2复合光催化剂表面蓬松，呈灰白色颗粒状，平均粒径为0-100nm，且分散性较好，新制备的复合光催化剂材料表面存在大量的羟基，主要由Ti-OH、Si-OH、Si-O-Si和Ti-O-Ti等四个键构成，比表面积为165.2cm2。在TiO2-SiO2复合催化剂降解性能实验中，TiO2-SiO2光催化剂表现出较高的催化活性，这主要是由于，TiO2-SiO2光催化剂上羟基自由基特征峰明显增大。 不同的操作条件对TiO2-SiO2光催化降解嗅味物质影响不同，其中随着GSM或MIB初始浓度的增加，降解能力也随之提高，GSM和MIB去除率最高为pH=3时，其去除率分别为92.44％和90.45％;此外光强越大，GSM和MIB的去除率越大。随着TiO2-SiO2光催化剂剂量的增加，GSM和MIB的降解能力和降解效率大大提高。当DO浓度从1.1-1.8mg/L的范围内波动时，GSM和MIB的光催化降解效率分别从74.5％和71.3％提高到86.2％和86.3％。 当反应溶液中，无KBr时，30min反应时间，GSM和MIB的去除效率均在90％以上，而当添加KBr时，去除率分别为23.2％和51.2％，充分说明羟基自由基在这个过程发挥了至关重要的作用。 本文以源头拦截除藻为主体，优先建设于桥水库咽部智能拦挡防线，控制98％的库区水面，并在坝前建设核心水源保护区，利用现有的除藻设施实施高强度除藻控藻，力争将水华藻类含量控制在安全范围，并通过7天左右的滞留期完成对藻类代谢产物的自然降解。配合4组，浮动式引渠式光催化装置，达到控藻除嗅，净化水质的目的。