高铁酸盐体系中高价铁氧中间体对双酚A的降解研究

以典型内分泌干扰物双酚A(BPA)为目标污染物,研究了高铁酸钾[Fe(Ⅵ)]对其的去除效果及机理。通过高效液相色谱仪、离子色谱仪等手段考察了pH、Fe(Ⅵ)投加量和共存离子等因素对BPA去除效果的影响。结果表明,在pH为8.0、Fe(Ⅵ)与BPA浓度比为30∶1时,反应10 min后BPA的降解率达到81.5%。Cl^(-)、SO_4^(2-)、NO^(-)_(3)、HCO^(-)_(3)等共存阴离子未影响Fe(Ⅵ)体系的氧化能力,但Ca^(2+)和Mg^(2+)因加速了Fe(Ⅵ)自分解而抑制了BPA降解。通过淬灭实验对体系中的活性氧物种进行识别,Fe(Ⅵ)及其高价铁氧中间体Fe(Ⅴ)/Fe(Ⅳ)在氧化BPA中起主导作用。在实际水体(自来水、市政二级出水和地下水)中,Fe(Ⅵ)氧化体系对BPA的降解未受到明显影响,证实其具有较高的环境适应性。

UV/PS降解水中2,4-二氯苯酚的特性研究

比较采用PS,UV和UV/PS工艺降解2,4-DCP的去除效果及一级动力学常数,研究光解反应中OH·和SO_4·^-的贡献率,计算SO_4·^-与2,4-DCP反应的二级动力学反应常数,考察实际水体中UV/PS光解2,4-DCP的效果,以及两种有效工艺UV和UV/PS经济性计算和比较.结果表明,分别单独采用PS,UV降解,降解率是4%和46.2%,而采用UV/PS去除率高达96.4%,大大提高单独PS系统降解2,4-DCP的效率,表明UV/PS系统可高效去除2,4-DCP.采用PS,UV和UV/PS降解2,4-DCP基本遵循拟一级反应动力学,一级反应动力学常数分别为0.4×10^(-3),6.2×10^(-3)和35.1×10^(-3)min^(-1).光解反应中起主作用的是自由基SO_4·^-.SO_4·^-与2,4-DCP二级动力学反应常数是7.07×109(mol/L)-1s-12,4-DCP在3种实际水体(锡东水厂,西氿水库,横山水库)中降解率比在超纯水中的高.经济计算中UV/PS协同系统的能量利用率最高.

温度、pH值和水质条件对UV/PS光解2,4-DCP的影响

考察了不同温度、pH值和水质条件下紫外/过硫酸盐(UV/PS)工艺光解2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的效果及一级反应动力学,探讨了预氧化工艺对2,4-DCP在氯和氯胺消毒过程中生成的消毒副产物的种类和产量的影响.结果表明:UV/PS光解2,4-DCP的45 min降解率可达86.4%,说明UV/PS工艺可高效去除2,4-DCP,且其反应基本遵循拟一级反应动力学;不同温度下,2,4-DCP的降解率随温度的升高而增大,反应符合拟一级反应动力学及阿累尼乌斯公式拟合模型,线性较好;pH值从5.0上升到9.0的过程中,反应速率常数先逐渐增大再降低,在pH=7.0时达最大值;锡澄水库原水、油车水库原水、自来水、锡东水厂水源配制的2,4-DCP溶液的降解率分别是73.5%、80.2%、82.4%、87.4%;PS、UV、UV/PS 3种工艺降解2,4-DCP溶液时,后续氯和氯胺消毒过程中生成的含碳消毒副产物是三氯甲烷、二氯乙酸、三氯乙酸,生成的含氮消毒副产物主要是二氯乙腈和三氯硝基甲烷;UV、UV/PS工艺较大程度地降低了2,4-DCP作为前体物生成的消毒副产物的总量.

高铁酸盐对水中H_(2)受体拮抗剂的降解特性

高铁酸盐[Fe(Ⅵ)]兼具氧化、絮凝和消毒等功能,是备受关注的一类多功能水处理剂。本文针对在自然水域中H2受体拮抗剂类药品(HRAs)经常被检出并难以去除的问题,通过高铁酸钾(K_(2)FeO_(4))对5种临床上常见HRAs[即法莫替丁(FMTD)、雷尼替丁(RNTD)、罗沙替丁(RXTD)、西咪替丁(CMTD)和尼扎替丁(NZTD)]进行氧化降解研究。结果表明,在pH=7条件下,K_(2)FeO_(4)更倾向与带有硫醚键结构和羧基结构的HRAs反应。HRAs(除RXTD外)对K_(2)FeO_(4)具有较高的反应活性,降解率高达98.4%,并且符合二级反应动力学特性。反应二级速率常数与pH有较高的相关性,其主要是由于K_(2)FeO_(4)质子化和HRAs形态受pH的影响。不同浓度的水体基质(Cl^(−)、HCO_(3)^(−)和腐殖酸)对K_(2)FeO_(4)氧化降解HRAs有不同程度的抑制作用。实际水体中复杂的水质特征影响K_(2)FeO_(4)对HRAs的去除,但除医疗废水外,K_(2)FeO_(4)对RNTD的去除率高达80%,医疗废水中的去除率为65%。经K_(2)FeO_(4)处理后,HRAs的生态毒性可显著降低。

高铁酸盐对丁基羟基茴香醚的去除效果和机理研究

通过研究高铁酸盐(Fe(VI))对丁基羟基茴香醚(BHA)的去除效果和机理,阐明这种广泛使用的抗氧化剂在水处理中的转化归趋 .详细考察了溶液 p H 值、氧化剂量、BHA 初始浓度、常见阴阳离子、腐殖酸(HA)和实际水质对其去除效果的影响 .结果表明 Fe(VI)可高效去除水中BHA,升高 p H 值、增加氧化剂投加量及分批投加 Fe(VI),对 BHA 去除率更高 . 当 pH= 9.0 时,分别于 0 和 30 s 分两次投加 100 μmol·L^(-1)的Fe(VI)可将 50 μmol·L^(-1)BHA 在 60 s 内完全去除 . 体系中离子 Cl^(-)、HSO_(3)^(-)、NO_(2)^(-)、Ca^(2+)、Cu^(2+)、Fe;和腐殖酸(HA)的存在则会抑制底物的降解,且Cl^(-)、HSO_(3)^(-)和Ca^(2+)的抑制效果随着添加浓度的升高而增强;而NO_(2)^(-)和HCO_(3)^(-)则无明显影响.特别的是,Mg;(0.5 mmol·L^(-1))和NH;(0.5和5 mmol·L^(-1))对BHA的去除起到一定的促进作用 .此外,BHA在实际水质如自来水、河水、二沉池出水和合成废水中相对高的去除率(55% ~ 70%)进一步展示出 Fe(VI)的实际应用能力 .LC-MS 和理论计算结果指出 Fe(VI)氧化 BHA 的机理包括氧转移和抽氢反应,而大量聚合物的生成使溶液矿化度仅约20%.本研究可为水和废水中 BHA类抗氧化剂的去除和环境归趋提供一定理论依据 .

UV_(254)降解水中双氯芬酸的动力学及机理研究

研究了254 nm紫外光照(UV_(254))对水中双氯芬酸(DCF)的降解,考察了pH、天然有机物质(NOM)和硝酸盐(NO_3^-)对DCF光解的影响;探讨了DCF的光解产物和转化机理;最后,研究了DCF在实际水体中的去除.结果表明,DCF在UV_(254)辐射下发生快速降解,其光解遵循准一级反应动力学模型.在研究的pH范围内,DCF降解效率基本相同,其表观速率常数在5.9×10^(-3)cm^2·mJ^(-1)左右.NOM的存在会抑制DCF的光解,且NOM浓度越高,抑制作用越明显,这主要是由于NOM和DCF竞争入射的紫外光子.NO_3^-在UV_(254)光照下可被激发产生羟基自由基,故NO_3^-的存在可以明显促进DCF的降解.DCF在实际水体中的去除效率与纯水中的基本类似,在紫外光用量为320 mJ·cm^(-2)时,大约83%1μmol·L^(-1)DCF被去除.在UV_(254)光解DCF反应中,共检测到12种降解产物,基于这些检出的反应产物提出DCF可能的光解机理主要包括6种不同的转化路径,分别为脱氯环化、脱羧基反应、甲酰化反应、脱氯羟基化、脱氯氢化和醌化反应.