真空紫外處理水中難降解微量有機污染物.pdf

1、由水污染引起的水質(zhì)性缺水是世界各國急需解決的問題之一。難降解有機物,如內(nèi)分泌干擾物(EDCs)、藥物及個人護理品(PPCPs)、多環(huán)芳烴類物質(zhì)、酚類化合物等在環(huán)境中不易被微生物降解而持久地存在,且具有較強的毒性而引起了廣泛的關(guān)注。這些高穩(wěn)定有機物在水中的含量一般較低,目前大多數(shù)的水處理工藝對這類污染物的去除效果不佳,是水處理領(lǐng)域中的一個挑戰(zhàn)。
　　紫外消毒技術(shù)是近年來興起并受到認可的消毒技術(shù),而由紫外強化的一些水處理技術(shù),如紫外強

2、化的高級氧化技術(shù)等,因其高效、環(huán)境友好引起了國際上的廣泛興趣。
　　本研究針對水中存在難降解有機污染物的水質(zhì)問題,考察了真空紫外體系對于這類污染物的處理效能。以苯甲酸為目標化合物,考察了真空紫外體系中的主要影響因素,進行了化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)分析并計算了其反應(yīng)活化能;對苯甲酸在真空紫外體系中的降解機理進行了初步的探索;最后,分別考察了真空紫外體系對微量污染物,包括典型EDCs(雙酚A、鄰苯二甲酸二甲酯)和難降解污染物(硝基苯和苯甲酸)在

3、實際水體中的去除特性。
　　苯甲酸在真空紫外體系中的降解效能隨著溫度的升高而加快;在pH為5～9范圍內(nèi),其受溶液的pH影響很小。水質(zhì)本底能夠影響苯甲酸的降解效能:其中天然有機物、重碳酸鹽和亞鐵離子明顯地抑制了其降解;而氯離子有微弱的促進作用?；瘜W(xué)反應(yīng)動力學(xué)分析表明,苯甲酸的降解符合假一級動力學(xué)模型。根據(jù)阿侖尼烏斯公式計算,苯甲酸在真空紫外體系降解的表觀活化能約為Eaapp=(32.50±3.05)kJ·mol-1。
　　對真

4、空紫外體系中活性物種對苯甲酸的降解的貢獻進行了初步探索。叔丁醇抑制實驗表明,苯甲酸在真空紫外體系中的降解主要是由于真空紫外引發(fā)的水裂解而產(chǎn)生的羥基自由基引起的氧化過程。通過考察水中溶解氧的影響,基本排除了還原性活性物種水合電子和氫原子對苯甲酸的降解貢獻,但詳細的作用機理探討仍需進一步的研究。對苯甲酸在紫外體系中的降解過程的產(chǎn)物進行了定性鑒定和定量分析,結(jié)果表明,在苯甲酸降解過程中生成了鄰羥基苯甲酸、間羥基苯甲酸和對羥基苯甲酸,進一步證明

5、了體系中羥基自由基的貢獻;三者的生成量在苯甲酸降解過程中呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢,但是生成的總量明顯小于預(yù)測值。此外,當(dāng)水中存在溶解氧時,TOC的去除率有明顯的提高,說明溶解氧促進了有機污染物的礦化過程。
　　真空紫外體系對于微量的雙酚A、鄰苯二甲酸二甲酯和硝基苯均有明顯的去除效果,且在低溫下仍然保持了較高的氧化去除效能。真空紫外高級氧化體系對于實際水體中的微量難降解有機污染物的去除效能明顯小于純水體系,表明水質(zhì)本底物質(zhì)有明顯的影響