紫外-过硫酸盐工艺去除水中磷酸三(2-氯乙基)酯的动力学原理及其降解产物

研究了紫外-过硫酸盐(UV/PS)工艺降解磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)的动力学原理和降解产物。结果表明,当[TCEP]_0=3.0μmol/L、pH值=7.0、温度为25±2℃、[S_2O_8~(2-)]_0=150μmol/L时,254 nm UV/PS工艺对TCEP去除速率常数k_(obs)为0.1240min~(-1)。在以上研究条件下,采用高分辨质谱检测到3种有机降解产物,分子式分别为C_4H_9Cl_2O_4P、C_6H_(13)Cl_2O_5P和C_2H_6ClO_4P。中性和酸性条件对反应影响不大,但强碱性条件不利于降解。NO_3~-、Cl~-对反应有所影响,腐植酸对反应的影响较大。     

共存物质对UV/PS降解莠灭净的影响及降解路径

采用紫外（UV）激活过硫酸盐（PS）生成活性极强的自由基（·SO₄^-、·OH）降解莠灭净（AMT）,考察了UV/PS工艺对AMT降解效果及反应动力学模型。研究了水中不同浓度的无机阴离子（Cl^-、HCO₃^-、NO₃^-）、天然有机质（腐植酸）对反应效果及速率的影响,比较了超纯水、自来水和锡东水厂不同工艺出水作为不同水质背景时AMT的去除效率,并推测了UV/PS降解AMT的降解产物及可能的降解路径。结果表明：UV/PS对AMT的降解符合准一级反应动力学模型（R²≥0.94）。水中Cl^-浓度为5mmol/L时,会抑制AMT的降解,而其他浓度的Cl^-对反应的影响并不明显;随着HCO₃^-浓度的增加,准一级反应速率常数k_obs逐渐减小;NO₃^-会加快AMT的去除,当其浓度为200mmol/L时对AMT降解的促进作用变弱;随着腐植酸质量浓度的增加,k_obs逐渐减小。AMT在超纯水中的降解率高于其他实际水体中的降解率。UV/PS系统降解AMT过程中主要的降解产物可能是2-甲硫基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪和2-羟基-4-乙氨基-6-异丙氨基-1,3,5-三嗪。     

紫外-过硫酸盐降解水中环丙沙星动力学和效果

研究了紫外发光二极管-过硫酸盐(UV-LED/PS)体系降解环丙沙星(CIP)的动力学和效果。结果表明,不同UV波长(255~365 nm)能影响降解效率,对于浓度3μmol/L的CIP,UV波长280 nm+浓度84μmol/L的PS的降解效率最高,速率常数k_(obs)为0.124 8 min~(-1)。溶液pH为7时反应效率最高,酸性或碱性条件不利于降解;NO_3~-对反应速率有显著影响。低功率(23μW/cm~2)UV/PS体系对CIP的矿化效果并不明显,但能有效削弱CIP的抑菌性。     

紫外/过硫酸盐工艺对水中萘普生的降解效果

探讨紫外/过硫酸盐(UV/PS)工艺在不同条件下对水中萘普生(NPX)的降解效果。紫外光(UV)对NPX的直接光解效率有限,UV/PS工艺由于形成了高活性硫酸根自由基(SO_4~(·-)),对NPX的降解速率大大增强。UV/PS工艺中,NPX在不同条件下的降解过程均符合拟一级动力学反应方程,其反应速率常数(k)随着过硫酸盐初始浓度的增加而线性增加,酸性条件下有利于NPX的降解。此外,Cl~-与HCO_3~-在一定程度上均能够促进NPX降解;腐植酸(HA)在UV/PS工艺中表现出了明显的抑制作用。较低的矿化效率表明,NPX的降解产物与其母体化合物相比,更难于在UV/PS工艺中去除。     

真空紫外光化学降解双酚A的影响因素研究

以双酚A(BPA)为目标污染物,研究了185 nm真空紫外光(VUV)辐照下其光化学降解。结果表明,在一定的辐照度下,BPA的去除率随其初始含量的增大而减小。当溶液初始pH为5.95时,BPA的降解速率最大;而随着溶液pH的增加,降解速率减慢,强碱性条件不利于BPA的降解。CO_3~(2-)、HCO_3~-、NO_3~-、Cl~-以及SO_4~(2-)与BPA共存时,其准1级反应速率常数k(CO_3~(2-))k(NO_3~-)k(HCO_3~-)k(Cl~-)k(无)k(SO_4~(2-)),其中CO_3~(2-)对反应的抑制作用最大,而Cl~-的抑制作用和SO_4~(2-)的促进作用不显著。不同水质对BPA降解的影响表明:BPA在超纯水中的降解最快,其次是自来水,而在河水中的降解最慢。溶解有机质的存在是抑制实际水体中BPA降解的主要原因。由此推断,BPA在185 nm VUV的作用下主要是通过直接光解和羟基自由基引起的间接降解而得到去除。     

紫外-过氧乙酸光化学降解水中的三氯生

对UV/PAA降解三氯生(TCS)进行了研究。结果表明,TCS在UV/PAA中的降解符合准一级反应动力学,体系中羟基自由基(HO·)促进了 TCS的降解。初始pH对TCS的降解影响显著,pH越高TCS的降解速率越快。随着PAA投加量的提高,TCS的降解效率也逐渐提高,但同时PAA也能与TCS竞争HO·。虽然HCO_3~-和Cl~-可与HO·反应,但它们对TCS的降解几乎无影响;SO_4~(2-)和Cu~(2+)对TCS的去除也基本无影响。由于HO·的产生,NO_3~-能够显著促进TCS的去除,且促进作用随着NO_3~-含量的增加而增大。Fe~(3+)和NOM的存在能够抑制TCS的去除,且抑制作用随着它们含量的提高而增大。TCS可能的转化机理主要包括5种不同的反应路径:醚键断裂、环化反应、脱氯反应、羟基化、脱氢反应。     

基于UV/H_2O_2和UV/PS工艺降解水体中磺胺吡啶研究

采用高级氧化技术-紫外/双氧水(UV/H_2O_2)和紫外/过硫酸盐(UV/PS)工艺降解磺胺吡啶(SPY)。研究表明,紫外与氧化剂(H_2O_2、PS)联用可显著提高去除率,其反应符合拟一级动力学模型。目标污染物磺胺吡啶的去除率在一定浓度内随着氧化剂H_2O_2和PS浓度升高而升高;磺胺吡啶初始浓度越大,反应速率越小;UV/H_2O_2工艺降解磺胺吡啶最大去除率发生在p H=3,而UV/PS工艺降解SPY在p H=11时去除率最大;Na Cl会抑制UV/H_2O_2和UV/PS工艺对目标污染物的降解,而适当的Na HCO_3可促进降解反应的进行;腐植酸对UV/PS工艺产生抑制作用,低浓度腐植酸(≤1 mmol/L)对UV/H_2O_2工艺则有促进作用。     

基于UV/H_2O_2和UV/PS工艺降解水体中磺胺吡啶研究

采用高级氧化技术-紫外/双氧水(UV/H_2O_2)和紫外/过硫酸盐(UV/PS)工艺降解磺胺吡啶(SPY)。研究表明,紫外与氧化剂(H_2O_2、PS)联用可显著提高去除率,其反应符合拟一级动力学模型。目标污染物磺胺吡啶的去除率在一定浓度内随着氧化剂H_2O_2和PS浓度升高而升高;磺胺吡啶初始浓度越大,反应速率越小;UV/H_2O_2工艺降解磺胺吡啶最大去除率发生在p H=3,而UV/PS工艺降解SPY在p H=11时去除率最大;Na Cl会抑制UV/H_2O_2和UV/PS工艺对目标污染物的降解,而适当的Na HCO_3可促进降解反应的进行;腐植酸对UV/PS工艺产生抑制作用,低浓度腐植酸(≤1 mmol/L)对UV/H_2O_2工艺则有促进作用。     

氯离子活化过一硫酸钾降解水中甲氧苄啶

以水中典型药物及个人护理品甲氧苄啶(TMP)为目标污染物,研究了氯离子活化过一硫酸钾(PMS)氧化降解TMP的效能和机理;对比了氯氧化工艺和Cl~–活化PMS对TMP的去除效能;考察了底物初始浓度、NH_4~+、NO_3~–、CO_3~(2–)、HCO_3~–、温度和腐植酸对TMP降解的影响。研究表明,TMP降解过程符合拟一级反应动力学模型,反应动力学常数为0.0296min–1(R~20.97);随着TMP初始浓度的增加,反应速率常数kobs减小;氯氧化工艺和Cl~–活化PMS对TMP的去除率相近,但Cl~-活化PMS降解TMP的反应速率较慢。NH_4~+的存在会抑制降解反应,并且氯氧化工艺对NH_4~+更敏感;NO_3-对降解反应无影响;CO_3~(2–)和HCO_3~–的会抑制降解反应,CO_3~(2–)浓度越大,抑制作用越强。HCO_3-浓度越大,抑制作用越弱;温度越高,反应速率常数越大。根据阿伦尼乌斯方程,得到TMP的反应活化能E_a为66.97kJ/mol;溶液中腐植酸浓度越大,TMP的去除率越小。     

UV/Fenton-Fe~0技术降解盐酸副品红的研究

采用基于Fe~0的非均相UV/Fenton技术对水中盐酸副品红(BR9)的去除效果和主要影响因素进行了研究。结果表明:当pH=3.0,Fe~025 mg/L,H_2O_2 34 mg/L时,1 min后BR9的去除率达93.4%,反应符合伪一级降解动力学;初始BR9浓度升高,反应速率降低,BR9绝对去除量增加。pH升高,BR9去除率降低,pH3时,BR9去除率70%;水中少量天然有机物(TOC 5~10 mg/L)和常见无机阴离子(Cl~-、SO_4~(2-)和NO_3~-)均抑制了体系对BR9的降解;自由基抑制实验证实降解过程符合羟基自由基(·OH)氧化机理。     

Bi2MoO6耦合过硫酸盐降解亚甲基蓝

采用简单的水热法成功合成了钼酸铋(Bi_2MoO_6)光催化剂,通过XRD、FESEM对光催化剂的晶体结构和形貌进行分析。在光照射条件下,研究了Bi_2MoO_6耦合过硫酸盐(PS)降解水中亚甲基蓝(MB)的效果,分别考察过硫酸盐浓度、催化剂投加量、初始pH、共存阴离子和腐殖酸对MB降解效果的影响。结果表明,PS浓度为2 mmol/L、Bi2MoO6投加量为0.6 g/L、pH为11时,光照60 min后MB降解率可达99%。中性和碱性pH条件下MB均可有效降解,碱性初始pH更有利于反应体系降解MB。Cl~-对MB的降解有促进作用,而NO_3~-、CO_3~(2-)、腐殖酸均对MB的降解有抑制作用。自由基猝灭实验结果表明,光/Bi_2MoO_6/PS体系中的主要活性物种为h~+、SO_4~(·-)、·OH。研究结果可为探索新型非均相催化剂协同PS降解染料废水提供一定应用参考。     

氢自养还原菌去除实际工业废水中NO_3~--N可行性及影响因素研究

针对较高浓度NO_3~--N与SO_2~(4-)的实际工业废水处理较难的问题,考察了摇瓶实验下氢自养菌还原工业废水中NO_3~--N的可行性及其对NO_3~--N与SO_2~(4-)的优先利用级别,探究了进水COD、p H和温度对氢自养还原菌去除NO_3~--N的影响。结果表明,氢自养还原菌能够降解实际废水中NO_3~--N且出水总氮质量浓度达到企业15 mg/L的排放标准;进水SO_2~(4-)质量浓度在2~200 mg/L时NO_3~--N去除率均维持在90%以上,SO_2~(4-)不会抑制NO_3~--N的反硝化过程;氢自养菌还原实际废水中NO_3~--N优化p H和温度范围分别为7.3~8.0和35~40℃,进水中130 mg/L难生物降解有机物不会影响氢自养菌对NO_3~--N的还原能力。     

UV/PS去除饮用水中亚硝基二丙胺的研究

采用紫外/过硫酸盐(UV/PS)高级氧化技术去除饮用水中含氮消毒副产物亚硝基二丙胺(NDPA),考察了PS投加量、NDPA初始浓度、pH值、共存阴离子对NDPA降解效率的影响,并拟合其动力学模型。结果表明,单独UV辐射以及单独PS氧化,去除效果均不显著;UV/PS联用有较高的降解效果,在反应温度为25℃、pH值为7.0、紫外光照强度为168μW/cm²下,最佳PS投加量和NDPA初始浓度分别为0.05 mmol/L和200μg/L时,UV/PS可在40 min内降解75%以上的NDPA。NDPA的降解速率随着PS投加量的增大而增大,随着NDPA初始浓度的增加而降低;随着pH值的增大而减小;共存阴离子NO2下,最佳PS投加量和NDPA初始浓度分别为0.05 mmol/L和200μg/L时,UV/PS可在40 min内降解75%以上的NDPA。NDPA的降解速率随着PS投加量的增大而增大,随着NDPA初始浓度的增加而降低;随着pH值的增大而减小;共存阴离子NO^-_3对NDPA的去除具有轻微的抑制作用,而HCO-_3对NDPA的去除具有轻微的抑制作用,而HCO^-_3、Cl-_3、Cl^-对NDPA的去除具有一定的促进作用。其降解均符合一级动力学。     

紫外光激活过硫酸盐降解硫氰根研究

为探明不同条件下的紫外光(UV)激活过硫酸盐(PS)降解硫氰根(SCN~-)的情况,在SCN~-质量浓度为100mg/L、温度30℃条件下分别研究了辐照度、pH、S_2O_8~(2-)含量对SCN~-降解效果的影响,并对反应产物和机理进行了分析。结果表明,SCN~-的降解率随光照强度的增大而增大,辐照度9.94 m W/cm~2时SCN~-降解率最大;随S_2O_8~(2-)含量的增加而增大,S_2O_8~(2-)浓度大于4 mmol/L后,SCN~-降解率变化缓慢;出水中残余的TOC含量随着S_2O_8~(2-)含量的增加而降低,S_2O_8~(2-)浓度4.5 mmol/L时最低;随着pH的增加SCN~-降解率在pH为5处达到最大;pH为11时出水中残余的CN~-的质量浓度为0.156 mg/L,达到GB 16171-2012排放标准。UV激活PS降解SCN~-过程中可能的反应历程为:硫元素首先被除去,转变成SO_4~(2-),而氮元素则主要转变为CN~-和NH_4~+-N。     

紫外耦合钴锰双金属催化过硫酸盐降解AO7动力学

利用溶胶-凝胶法制备钴锰双金属催化剂,对比了CoMnO_x/UV/过硫酸钠(PS)、CoMnO_x/PS、UV/PS和单独PS体系的降解效果,运用动力学分析了PS浓度、CoMnO_x投加量、初始p H以及阴离子对AO7降解的影响,结果显示,CoMnO_x/UV/PS体系可以明显提高AO7的去除效果。提升PS浓度和CoMnO_x投加量有利于AO7的降解;弱酸性条件下AO7去除速率达到最大值;溶液中的HCO3-和Cl-低浓度下可促进AO7降解,高浓度下则会抑制。     

亚硝酸盐共存下UV/PS/CNTs降解 2,6-二氯苯酚及其机理

以2,6-二氯苯酚（2,6-DCP）为目标污染物，在亚硝酸盐（NO2-）共存背景下采用紫外协同碳纳米管复合活化过硫酸盐工艺（UV/PS/CNTs）降解2,6-DCP，探究其影响因素及降解机理，考察体系循环活化潜能和副产物生成情况。结果表明，在反应时间30 min、反应温度25 ℃、2,6-DCP浓度为0.05 mmol/L、NO2-浓度为0.2 mmol/L、PS投量为0.5 mmol/L、CNTs投量为50 mg/L时，UV/PS/CNTs体系对2,6-DCP降解率达95.9%。该体系中，2,6-DCP降解速率随PS和CNTs浓度的增加而增大，随NO2-浓度增大而减小，溶液pH对目标物降解呈先增大后减小趋势，pH 9.0时降解率达99.8%，降解速率为0.3483 min-1。CNTs具有良好的循环使用性能，5次重复实验后仍能去除89.0%的2,6-DCP，且在实际水体中降解效果较好。机理分析表明，该体系对2,6-DCP降解遵循以单线态氧为主导的非自由基氧化途径，且反应过程中生成了一氯硝基酚副产物。     

负载型纳米Fe/Ni材料同步去除水中硝酸盐/磷酸盐

水体的富营养化主要与硝酸盐和磷酸盐有关,但目前的处理方法大多只对其中一种污染物有去除效果。制备的负载型Fe/Ni双金属复合材料(DOW 3N-Fe/Ni)能实现NO_3~-和PO_4~(3-)的同步去除。当NO_3~--N为20 mg/L,PO_4~(3-)-P为1 mg/L时,NO_3~-和PO_4~(3-)的去除率分别可达70%和99%。探讨了DOW 3N-Fe/Ni同步去除NO_3~-和PO_4~(3-)的机理,铁镍金属在还原NO_3~-的过程中被氧化为金属离子或金属氧化物及氢氧化物,并通过Lewis酸碱理论、静电作用及吸附作用去除PO_4~(3-),实现NO_3~-和PO_4~(3-)的同步去除。     

UV/Fenton-Fe~0降解水中阿特拉津动力学及影响因素

研究采用Fe~0非均相UV/Fenton技术去除水中阿特拉津(ATZ)。结果表明,UV/Fenton-Fe~0技术能够实现水中ATZ的快速去除,当p H为3.0,H_2O_2、Fe~0的质量浓度分别为17、25 mg/L时反应速率最快,5 min后ATZ去除率可达97.5%,反应符合准1级降解动力学。初始ATZ含量升高,反应速率降低,ATZ的绝对去除量增加。UV/Fenton-Fe~0体系拓宽了p H适用范围,在初始p H为3.0~7.0时,反应7 min后ATZ去除率均达到95%以上。水中少量天然有机物(TOC的质量浓度5~10 mg/L)对ATZ降解有明显促进,ATZ降解速率较纯水基质中提高7倍以上。水中Cl-和SO42-的存在对UV/Fenton-Fe~0过程也有明显促进,而NO3-则表现为抑制;自由基抑制实验证实了降解过程符合·OH氧化机理。     

低含量Fe0/过硫酸盐体系降解除刚果红

为低成本高效降解处置印染废水,以典型偶氮染料刚果红为目标物质,探究了低含量的零Fe~0/过硫酸盐(PS)体系对刚果红的降解效果。结果表明,当Fe~0的质量浓度为2 g/L,PS、刚果红的浓度分别为0.1、0.2 mmol/L时,刚果红在2 h时的残留率仅为5%,而且SO_4~(·-)与HO~·对降解刚果红的贡献分别为10%和3%。刚果红在自来水中降解效果略优于去离子水中,从侧面说明了Fe~0/PS体系对刚果红起主要降解作用的是Fe~0。酸性下能加速Fe~0/PS体系对刚果的降解,但并不能提升体系在2 h时对刚果红的去除率。不同含量的Cl~-、CO_3~(2-)、HCO_3~-或H_2PO_4~-等阴离子均对Fe~0/PS体系降解刚果红表现出抑制作用,其中CO_3~(2-)抑制程度最大,但抑制程度与他们的含量无明显关系。     

硫酸根自由基降解诺氟沙星动力学因子优化分析

以第三代氟喹诺酮抗生素诺氟沙星(NOR)为目标,采用基于·SO4-的热活化过硫酸盐(PS)工艺对NOR降解过程中的温度、过硫酸盐浓度、pH、阴离子及探针物质等关键因子进行考察优化研究。结果表明,NOR降解符合拟1级动力学模型,且表观速率常数Kapp与PS浓度和温度具有较好的线型相关性,NOR降解的活化能EA为(85.92±12.11)k J/mol;初始PS浓度及反应温度的升高对诺氟沙星的降解速率呈现促进作用;降解反应的最佳p H为4.0,在pH7情况下反应速率基本不发生改变;体系共存的Cl~-、NO_3~-及CO_3~(2-)对反应均存在不同程度抑制作用,且随着离子浓度升高,抑制作用加强。此外试验发现投加探针物质叔丁醇与苯酚可以有效鉴定不同体系下的自由基反应特性。