1. 研究目的与意义
十溴联苯醚(PBDEs)是溴化阻燃剂的一种,具有阻燃效率高、热稳定性好、添加量少、对材料性能影响小、价格便宜等特点,被广泛用于电子设备、海绵家具、建材及纺织行业中。PBDEs因其具有低水溶性、低挥发性、高亲脂性等性质而被视为持久性有机污染物。持久性有机污染物一般指可长期存在于环境中,通过食物网积聚,对人类健康及环境造成不利影响的有机化学物质,持久性、生物累积性、长距离传输和生物毒性是它的主要环境特点。如何处理环境中PBDEs 已成为当前国内外专家、学者致力解决的热点问题之一。加核絮凝和厌氧生物降解可以使十溴联苯醚达到较好的去除效果,而IC(internal circulation)厌氧反应器具有容积负荷高,占地面积小,运行稳定等优点,是一种高效的多级内循环反应器 。
重点研究加核絮凝法和IC 厌氧反应器对十溴联苯醚的去除效果。本实验选择聚合氯化铝作为絮凝剂,石墨作为絮凝核处理多溴联苯醚溶液,根据加核絮凝试验的影响因素设置L9(34)正交试验,确定预处理的初步操作条件。同时进行单因素影响实验。实验还需考察IC反应器运行过程中COD去除情况。
2. 国内外研究现状分析
(1)pbdes的光降解
pbdes的光解有两种方式:一种方式是:通过依次脱去溴原子产生低溴代联苯醚,这种方式是主要光解方式。该方式的特点是:①反应速率与溴取代位点数量成正比;②沉积物中pbdes的光解速率受控于沉积物的组分,不同组分对速率的影响不同;③一般情况下,如果两个苯环上都有溴取代,则优先在取代程度高的环上发生脱溴反应。光解的另一种方式是:分子内环化后脱去hbr,产生剧毒的pbdfs和pbdfs。有时只按照第一种方式光解,有时候则两种光解方式同时发生。
一些研究表明,环境介质只影响pbdes的光解速率而不影响光解的方式及其产物。bezares-cruz等进行的正己烷中bde-209的光解实验也证实,随着光照时间的增加,产物含有的嗅原子数越来越少,反应速率也越来越慢。
3. 研究的基本内容与计划
1.十溴联苯醚的溶解
在水处理中,絮凝剂可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂,无机絮凝剂按金属盐种类可分为铝盐系和铁盐系两类,本试验选择了铝盐系中具有代表性的聚合氯化铝进行絮凝试验,絮凝剂溶液的浓度为1 g/l,为了增强絮凝效果,在试验中加入石墨为絮凝核,在废水中编织一张有点、有线的大网,再通过分子链架桥、网捕等作用将废水中的污染物一起团聚在絮凝核内外表面,随絮凝核一同沉淀分离。
2.絮凝核的选择及絮凝效果的研究
4. 研究创新点
十溴联苯醚因其具有低水溶性、低挥发性、高亲脂性等性质而被视为持久性有机污染物,能够长期存在于环境中,不仅对生物体的健康具有致癌、致畸、致突变性,而且对生物内分泌系统具有干扰作用,可直接威胁野生动物或人类的生存和繁衍。虽然人们已经认识到pbdes潜在的危险,但由于缺乏有效的替代品,十溴联苯醚仍在大量生产和使用。
目前关于pbdes的研究大都集中在其危害、影响和发展趋势几方面,关于其系统的处理方法研究还有所欠缺。利用加核絮凝和厌氧生物降解可以使十溴联苯醚达到较好的去除效果,厌氧技术因其处理效率高、运行稳定、适用于高浓度有机废水等优点而深受重视。本次实验通过ic厌氧法来处理水中十溴联苯醚,期望能取得较好的效果。
实验研究内容如下:
