微纳米气泡/UV/H_(2)O_(2)协同处理垃圾渗滤液中典型污染物

以垃圾渗沥液中的典型有机污染物正己酸为处理目标,探究其在MB(微纳米气泡)联合UV(紫外光)活化H_(2)O_(2)的作用下的降解规律,探讨不同处理方式、微纳米气泡进气量、紫外灯功率、初始pH值、H_(2)O_(2)体积分数以及共存离子等影响因素对模拟垃圾渗沥液COD降解效果的影响。结果表明:MB/UV/H_(2)O_(2)体系的协同系数达到31.56,证明其有显著的协同效应,该体系能够有效降低模拟垃圾渗滤液中的COD,其降解过程符合拟一级反应动力学模型。当反应时间180 min、H_(2)O_(2)体积分数2×10^(-3)、pH=4、UV功率10 W、MB进气量30 mL/min时,模拟垃圾渗沥液COD去除率可达到94.54%,TOC(总有机碳)去除率为59.10%。共存离子实验表明,实际垃圾渗滤液中的氯离子会降低反应速率。自由基淬灭实验结合EPR结果表明,在MB/UV/H_(2)O_(2)体系中主要产生羟基自由基和单线态氧。

在UV/H_(2)O_(2)去除对乙酰氨基酚工艺中Br^(-)的影响及其转化规律

Br^(-)是水和废水中常见的卤素离子,在高级氧化过程(advanced oxidation processes, AOPs)中通过形成不同种类的Br相关物种来发挥多种作用。在Br^(-)存在条件下,采用对乙酰氨基酚(acetaminophen, AAP)模拟废水进行UV/H_(2)O_(2)对其降解效能、机理以及Br^(-)转化规律的研究。结果表明,UV/H_(2)O_(2)降解AAP过程中,最佳去除率达到99.1%,但Br^(-)的加入抑制了AAP的降解和矿化,O~·_(2)和OH~·是UV/H_(2)O_(2)降解含Br^(-)的AAP模拟废水中主要活性物质,贡献率分别为45.5%和34.0%。当Br^(-)存在时,中性条件下,AAP降解速率最快,其一级动力学常数为0.048 4 min~(-1);其中活性溴物种(reactive bromide species, RBSs)对AAP降解的贡献率为14.1%。自由基浓度模拟结果表明,Br^(·-)_(2)可能在有机溴的形成过程中发挥着重要的作用。H_(2)O_(2)的直接还原作用导致Br^(-)转化率仅为18.0%。此外,由于溴自由基的加成,容易生成一些具有生态毒性的副产物,并通过分析溴代产物推测了AAP的降解路径。

UV/PMS和UV/H_(2)O_(2)降解偶氮染料橙黄G的对比研究

随着社会的发展与人民生活的需求,染料被广泛应用于纺织、印刷与皮革加工等工业生产当中,因而产生了大量富含染料的印染废水。其中,偶氮染料在染料生产与使用市场中占比最高,亟需高效的技术来消除此类毒害污染物。本文以橙黄G为例,深入对比分析了UV/PMS和UV/H_(2)O_(2)两种紫外高级氧化工艺对偶氮染料废水的降解与矿化效能。结果表明,中性条件下UV/PMS工艺更具优势,当氧化剂浓度为5 mmol/L,OG质量浓度为50 mg/L时在20 min内能去除100%的橙黄G与46.4%的TOC。

UV/H_(2)O_(2)和UV/PDS体系对磷霉素降解效果的对比

紫外高级氧化技术降解有机污染物,由于操作简单、成本低、不易产生二次污染等优点被广泛应用。文章以磷霉素钠作为污染物,研究了UV/H_(2)O_(2)和UV/过硫酸盐(PDS)两种高级氧化技术对有机磷的降解特性,并对比了两种体系下有机磷的降解动力学和反应机理。试验结果表明,在UV/H_(2)O_(2)和UV/PDS体系中,UV激活氧化剂产生的活性基团可有效降解有机磷,有机磷降解率分别为97.3%和95.0%,初始pH、氧化剂投加量、反应温度均会对有机磷降解产生影响,相比于UV/H_(2)O_(2)体系,UV/PDS体系在降解有机磷时,具有pH适用范围较宽、反应温度低、氧化剂投加量小、反应速率快的优势。在最优条件下,两种体系都具有环境适应性。通过自由基捕获试验与电子顺磁共振技术(EPR)可知,UV/H_(2)O_(2)体系中存在·OH,UV/PDS体系中存在SO_(4)^(·-)和·OH。通过气-质联用(CG/MS)技术,测得两种体系降解磷霉素钠后均含有乙酸和丙酸。

UV/H_(2)O_(2)降解罗丹明B综合实验设计

该文设计了利用UV/H_(2)O_(2)工艺降解染料废水中有机污染物罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的综合实验,并采用单因素实验和响应曲面法优化实验条件。实验结果表明UV/H_(2)O_(2)工艺降解RhB过程符合假一级动力学方程,H_(2)O_(2)投加量和紫外光强度的交互作用是降解RhB最显著的影响因素。当H_(2)O_(2)的投加量为47.45 mL/L、水体初始pH值为8.11、紫外光强度为730μW/cm^(2)时,反应120 min后,RhB的理论去除率为92.44%,与验证实验结果的相对偏差为0.89%。由紫外-可见光谱和三维荧光光谱扫描结果可知,RhB在反应过程中被有效降解。该实验利用两种实验方法优化工艺条件,有助于提高学生在科研训练中对反应影响因素、动力学拟合及实验条件优化的认识。

UV/H_(2)O_(2)对盐酸林可霉素的光催化降解及生物毒性分析

本文以盐酸林可霉素(LCM)为研究对象,探究其在UV/H_(2)O_(2)降解作用下的降解情况,探讨了H_(2)O_(2)浓度、初始pH值和有机物等影响因素对LCM的影响及机制.实验结果表明,当H_(2)O_(2)浓度为50 mg·L^(−1),pH=7.3,LCM浓度为10 mg·L^(−1),反应30 min后,LCM去除率达到98%,且反应过程遵循准一级动力学.利用高效液相色谱串联飞行时间质谱仪(LCMS-TOF 5600+)鉴别出其在UV/H_(2)O_(2)降解过程中主要产物的分子结构式,进而推导出可能的降解路径.利用TEST对降解过程中的产物进行毒性预测,结果表明,中间产物的毒性高于母体,对水质安全保障造成潜在风险.

H_(2)O_(2)与Fe^(2+)作用的实验探究

由两道高考试题引出对Fe^(2+)与H_(2)O_(2)反应的探究。结果发现,不同的亚铁盐与H_(2)O_(2)作用的结果与实验条件有关:在无外加酸碱时FeSO_(4)溶液与H_(2)O_(2)作用会得到碱式硫酸铁和氢氧化铁沉淀的混合物;FeCl_(2)溶液与H_(2)O_(2)作用会得到聚合氯化铁胶体。在酸性较强时Fe^(2+)与H_(2)O_(2)作用主要生成Fe^(3+);在酸性不太强时主要得到胶体,往往得不到沉淀。亚铁盐与H_(2)O_(2)混合除了发生Fe^(2+)与H_(2)O_(2)之间的氧化还原反应外,同时含铁物质会催化H_(2)O_(2)的分解,H_(2)O_(2)分解放热还会促进Fe^(3+)的水解得到胶体或者沉淀。

氯离子对UV/H_(2)O_(2)降解磷酸三(2-氯乙基)酯的影响

磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)是一种应用广泛的有机磷类阻燃剂.毒理学研究表明,TCEP可破坏内分泌系统,产生神经毒性、生殖毒性和发育毒性,对人类健康构成威胁.本研究采用紫外/过氧化氢(UV/H_(2)O_(2))体系完成TCEP的去除反应,通过调控水体Cl^(–)浓度和反应水体,探究TCEP的降解规律.研究结果表明,当水中Cl^(–)为0.1 mM时,TCEP获得最大的降解表观速率常数(k_(obs))2.10±0.30 h^(-1);当Cl^(–)小于或大于0.1 mM时,Cl^(–)均对TCEP的降解有抑制作用.此外,以四种实际水体(两种自来水、污水处理厂出水、海水)为反应介质参与的降解反应中,海水对于TCEP的降解具有明显抑制作用,k_(obs)仅为0.03±0.01 h^(-1).根据主成分分析(PCA),提取出两个主要因子PC1、PC2,贡献率分别为59.0%和35.0%.其中,k_(obs)与DO呈现正相关关系,而与电导率以及TOC呈现负相关关系.各样点在k_(obs)上的排序显示海水与其他三个样品(均为淡水)表现出较大的差异,这暗示海水中相关有机污染物的降解过程、机理可能不同于淡水,今后研究需要给予更多关注.

UV/H_(2)O_(2)和UV/NaClO工艺降解吉非罗齐的比较

对比了吉非罗齐(GEM)在UV/H_(2)O_(2)和UV/NaClO系统中的降解,两个高级氧化系统均可以有效降解GEM,与UV/H_(2)O_(2)相比,UV/NaClO对GEM的去除速率更快。在UV/H_(2)O_(2)和UV/NaClO系统内,目标物的降解速率随着氧化剂浓度的增加而加快,由于pH会影响OH的氧化能力和UV/NaClO系统内自由基的组成比例,因此溶液的p H对两个系统均有显著的影响,当溶液pH从5增加到11时,GEM在UV/H_(2)O_(2)系统和UV/NaClO系统内的k_(obs)分别从0.2115min^(-1)和1.3115min^(-1)降低到0.1064min^(-1)和0.2283min^(-1)。Cl^(-)和HCO_(3)^(-)可以稍微加快GEM在UV/NaClO系统内的降解速率,却减慢了GEM在UV/H_(2)O_(2)系统内的降解速率;HA可以通过竞争效应和滤光效应抑制GEM在两个系统内的降解,但由于HClO/ClO^(-)的摩尔吸光系数高于H_(2)O_(2),HA对GEM在UV/NaClO系统内降解的抑制效应较小。OH和Cl是UV/NaClO系统内降解GEM的主要氧化物种,GEM在两个高级氧化系统内降解过程主要包括羟基化、去甲基化、H提取和C—O键断裂步骤。经济效益评估可知,UV/NaClO系统比UV/H_(2)O_(2)系统更具有成本效益。

破乳+O_(3)/H_(2)O_(2)组合工艺处理含油废水的研究

以天津市某燃料油库区产生的含油废水为研究对象,选择破乳+O_(3)/H_(2)O_(2)高级氧化+活性炭吸附深度处理组合工艺,结果表明,经破乳反应温度25℃、反应时间为25 min、PAM投加量1 mg/L、pH 7、破乳剂投加比例0.4%时,破乳效果最佳,COD和石油类的去除率为56.5%;经O_(3)/H_(2)O_(2)氧化工艺,在温度25℃、pH 8±0.2、O_(3)流量2.5 L/min、质量浓度26 mg/L、H_(2)O_(2)投加量0.56 g/L、反应时间60 min时,COD和石油类的去除效果达到理想效果,去除率分别为69.25%和79.83%;深度处理过程中,活性炭投加量与废水质量比为1:10、吸附平衡时间为15 min,COD和石油类的去除率分别为41.17%和93.72%,经组合处理后的出水COD和石油类浓度分别为289.4 mg/L和0.33 mg/L,满足《GB/T 31962—2015污水排入城镇下水管水质标准》B级标准和《DB 12/356—2018天津市污水综合排放标准》三级排放标准,为处理含油废水提供理论支撑。

UV/H_2O_2和UV/TiO_2降解磺胺甲噁唑的研究

采用UV/H_2O_2和UV/TiO_2两种工艺降解磺胺甲噁唑(SMX),确定了H_2O_2和TiO_2的最佳投加量,在保持最佳投加量的条件下研究了SMX初始浓度、反应溶液初始pH、叔丁醇投加量对两种方法降解SMX效果的影响,为研究两种方法在降解SMX过程中的矿化程度测定了TOC的去除情况。结果表明,两种方法都对SMX具有较好的去除效果,整体而言UV/H_2O_2对SMX的降解速率高于UV/TiO_2;UV/H_2O_2的降解速率更易受到SMX初始浓度、反应溶液初始pH的影响;UV/H_2O_2对SMX的降解过程中·OH的氧化作用和UV直接降解都是去除SMX的主要作用,而UV/TiO_2中UV直接降解和空穴直接氧化是去除SMX的主要作用。

UV-H_(2)O_(2)高级氧化法深度处理生活污水处理厂生化池出水COD研究

为深度处理生化池出水,研究高效利用紫外处理工艺和设备,采用紫外光诱导过氧化氢(UV-H_(2)O_(2))产生活性氧自由基(ROS)的高级氧化技术去除生化池出水中的COD,优化了H_(2)O_(2)投配量和光照时间,并检测处理过程及出水的COD、氧化还原电位、p H值和大肠杆菌等,同时用化学捕捉剂研究H_(2)O_(2)的光解动力学,并观察了可溶性有机质腐殖酸和十二烷基磺酸钠对H_(2)O_(2)光解的影响。结果表明:H_(2)O_(2)与污水投配比为1∶4000(体积比)、光照15 min,COD的去除效果最佳,出水COD、p H值和大肠杆菌数等工艺参数符合和接近国家一级A出水标准;优化条件下腐殖酸和十二烷基磺酸钠对H_(2)O_(2)的光解没有影响。

UV/H_(2)O_(2)工艺降解饮用水中的亚硝基二苯胺

采用紫外光/双氧水工艺(UV/H_(2)O_(2))降解亚硝基二苯胺(NDPhA),研究了各试验条件对NDPhA去除率的影响,并讨论了其反应动力学.试验表明:UV/H_(2)O_(2)能够有效降解水中的NDPhA,降解过程符合一级反应动力学;将H_(2)O_(2)投加量控制在30μmol·L^(-1),经过光强为420μW·cm^(-2)的紫外光照射40 min后,NDPhA去除率达96.8%.

UV/H_(2)O_(2)/O_(3)高级氧化技术降解藻源NDMA前体物特性研究

对比了UV、H_(2)O_(2)和O_(3)氧化技术及UV/H_(2)O_(2)/O_(3)高级氧化技术对藻源NDMA前体物的去除效果,并使用BBD响应曲面法进行了参数优化。结果表明UV及H_(2)O_(2)氧化会增加NDMA前体物含量,O_(3)氧化仅在高投加量情况下对NDMA前体物有一定去除效果,UV/H_(2)O_(2)/O_(3)技术可有效降解藻源NDMA前体物;响应曲面法优化结果表明,各因素对试验结果影响程度的顺序为:UV剂量>O_(3)投加量>H_(2)O_(2)投加量,UV/H_(2)O_(2)/O_(3)技术去除藻源NDMA前体物最佳工况参数为:UV剂量293mJ/cm^(2)、O_(3)投加量0.31mg/L、H_(2)O_(2)投加量1.21mg/L,经验证该模型准确可靠。

UV/H_2O_2高级氧化技术去除饮用水中微囊藻毒素的研究进展综述

富营养化水源供水系统存在的藻毒素污染风险问题已经引起了人们的广泛关注,其中微囊藻毒素严重威胁着水生动植物的生命安全,而UV/H_2O_2高级氧化降解MCs的技术日趋成熟。文中综述了近年来国内外关于UV/H_2O_2处理微囊藻毒素机理及影响因素方面的研究成果,深入剖析了每个反应条件对系统的影响,并对其降解途径的研究进行了总结,最后阐明了UV/H_2O_2技术在饮用水领域处理微囊藻毒素的应用前景。

UV/H_(2)O_(2)对海水养殖废水中磺胺甲恶唑去除条件优化与降解机制分析

磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,SMX)是海水养殖过程中常用的抗生素,其在养殖废水中频繁检出,因此废水排放前需要进行有效处理。本研究应用紫外/过氧化氢(UV/H_(2)O_(2))高级氧化工艺,以含SMX的海水养殖废水为处理对象,系统探究工艺处理SMX过程中的影响因素、降解动力学,分析SMX降解规律和途径。结果表明,在SMX初始浓度为10 mg·L^(-1)时,UV强度为1.1 mW·cm、H_(2)O_(2)浓度为2 mmol·L^(-1)、pH为5时,20 min后SMX去除率可达99%以上。UV光解和·OH氧化在降解SMX过程占主导作用,降解过程遵循准一级动力学模型(R^(2)≥0.99)。氯离子和碳酸根离子能够竞争·OH并导致pH变化,进而抑制SMX去除效率,硝酸根离子在UV照射下形成内滤膜,减弱光照从而抑制SMX去除速率。SMX降解过程中产生的中间产物使得处理体系生物毒性上升,随着处理时间的延长,生物毒性下降;工艺中的·OH可有效提高SMX的矿化度。SMX降解途径主要包含磺酰胺键断裂、羟基取代和氨基的氧化作用。可见,UV/H_(2)O_(2)工艺可有效去除和矿化海水养殖废水中的磺胺甲恶唑,降低扩散风险,在养殖污染控制中具有很好的应用潜力。

Fe^(0)/H_(2)O_(2)对正渗透处理印染废水的性能影响及机理研究

采用Fe^(0)/H_(2)O_(2)体系作为正渗透(FO)处理某印染废水的预处理技术,通过分析在不同反应时间下,Fe^(0)投加浓度、H_(2)O_(2)投加浓度及pH 3个因素对COD和UV254去除率的影响,确定了预处理的最佳实验条件,探究了预处理对FO的性能及膜污染的影响,并利用SEM、接触角、EEM、XPS等表征手段分析其影响FO性能的机理.结果表明,在最佳预处理条件下,即Fe^(0)和H_(2)O_(2)投加浓度分别为1.5g/L和10mmol/L,pH为2~3,反应为60min时,FO膜比通量的下降速率大大减缓,FO膜对污染物的截留率提升了10%以上.对反应前后Fe^(0)的XPS表征验证了Fe^(0)和H_(2)O_(2)反应过程中产生了能有效去除有机物的羟基自由基和铁(氢)氧化物,对废水处理前后的EEM光谱表征发现Fe^(0)/H_(2)O_(2)预处理对废水中蛋白质样和SMP物质有明显降解作用,膜表面SEM和接触角测定表明Fe^(0)/H_(2)O_(2)预处理可显著减轻FO膜结垢的问题.

城市给水厂沉淀池排泥水UV/H_(2)O_(2)处理回用技术研究

城市饮用水处理厂沉淀池排泥水的回用是国内外节能减排和城市节水措施中广泛关注的问题。沉淀池排泥水中富集大量的污染物,特别是含氮污染物,具有较高浓度的二氯乙酰胺生成势,二氯乙酰胺的高毒性致使沉淀池排泥水无法直接回流到工艺中。UV/H_(2)O_(2)氧化工艺对二氯乙酰胺含氮前体物具有很好的去除效果,能显著降低排泥水中二氯乙酰胺生成势,氧化处理后的排泥水可回流到工艺中,具有节约水资源和保护环境的双重意义。

UV/PMS/H_(2)O_(2)体系对他汀类药物的去除作用及机制研究

随着全球老龄人口数量的逐年递增,各类疾病、特别是心脑血管疾病发病率逐年提高,降血脂类高效药他汀类药物的消耗量逐年增加,且在被使用后以药物原形及其代谢产物通过市政管网进入到环境到中,从而危害到水生生物。本文研究了他汀类药物在UV/PMS/H_(2)O_(2)体系中的去除效果及机理。结果表明,在UV/PMS/H_(2)O_(2)体系中,瑞舒伐他汀钙(ROSC)和阿托伐他汀(ATV)的降解规律符合伪一级动力学模型(R^(2)>0.95);pH值、腐殖酸、阴离子(Cl^(-)、HCOR_(3)^(-))等因素对他汀类药物的降解效果存在影响作用。UV催化生成的SO_(4)^(-)·和OH·对他汀类药物具有良好的氧化降解作用,在初始度为10 mg/L、pH中性条件下,ATV和ROSC的去除率分别为48.74%和88.66%。UV/PMS/H_(2)O_(2)体系无法使他汀类药物达到完全矿化,废水中仍残留大量含有羧基、羰基和酰胺基的小分子有机物。

UV/H_(2)O_(2)高级氧化去除饮用水中抗生素的中试试验

近年来在水环境中不断检出抗生素,饮用水源也受到一定程度影响,并成为供水行业关注热点。本研究选取磺胺类、喹诺酮类、四环素类、大环内酯类共4类11种原水检出频率高的抗生素为目标污染物,在水厂现有净水工艺去除效果评估基础上,开展UV/H_(2)O_(2)高级氧化中试去除目标抗生素效果和影响因素的研究。结果表明:UV/H_(2)O_(2)高级氧化对目标抗生素去除率明显高于水厂现有常规和深度处理工艺;UV照射剂量对抗生素去除有一定影响,大部分目标抗生素去除率随UV剂量增加而提高,建议UV照射剂量为1400~1500 mJ/cm^(2);在H_(2)O_(2)投加量为1.5~3.0 mg/L,目标抗生素去除率随投加量增加略有提高,但H_(2)O_(2)利用率显著下降,最佳投加量为3.0 mg/L;在pH值为6~8,11种目标抗生素去除率随pH升高明显降低,表明UV/H_(2)O_(2)高级氧化在偏酸性条件下去除抗生素效率更高,具体最佳pH尚需进一步试验。