紫外活化过硫酸钠降解水中三唑酮的效能

针对常规水处理工艺难以去除原水中低浓度有机氯农药的问题,采用新型高级氧化技术——紫外(UV)活化过硫酸钠(PS)去除水中有机氯农药三唑酮(triadimefon,TDF),分别研究了TDF初始浓度、PS浓度、初始pH、氯离子浓度以及腐殖酸(HA)浓度对TDF降解效果的影响。结果表明:随着TDF浓度的增加,其去除率逐渐降低;PS浓度从100μmol·L~(-1)增到250μmol·L~(-1),TDF去除率可以提高6.83%;初始pH为5时,TDF的去除率最大;氯离子的存在会抑制TDF降解;存在HA时会降低TDF去除效果。当TDF浓度为200μg·L-1、PS投加量为250μmol·L~(-1)、pH为5、温度为(25±2)℃和反应时间为600 s的反应条件下,TDF的去除率达到99.83%。相比于单独采用UV辐照和PS氧化技术,UV/PS技术对TDF的去除率分别提高了64.2%和86.22%。TDF的降解机制是紫外直接光解和以硫酸根自由基(SO4·-)为主的自由基氧化的共同作用。     

超声波/紫外线一体化反应器用于污水消毒的中试研究

采用自行设计的超声波/紫外线一体化推流式反应器对污水厂二级出水进行消毒实验,考察了超声波协同紫外线消毒的消毒效率以及对消毒过程对水质和紫外灯管结垢的影响。结果表明:超声波协同紫外线消毒可以强化单独紫外线的消毒效率,且超声波功率密度越大,水力停留时间越长,消毒效果越好;当超声波功率密度为70 W·L-1,水力停留时间60 s时,粪大肠杆菌的对数去除率可以达到3.85 log,比单独紫外消毒增加了40.7%。同时,超声波协同紫外线消毒还可以降低紫外灯管的结垢速率。虽然超声波的引入会对水质(COD、UV254和浊度)产生轻微波动,但是并不影响出水水质。     

水质对紫外消毒在两种典型再生水中应用的影响

以大肠杆菌为对象，研究了再生水水质变化对紫外消毒效果和光复活的影响。结果表明，紫外对大肠杆菌有很强的灭活作用，在紫外剂量为4mJ／cm^2时，大肠杆菌的灭活率达到了4．41个对数级。腐殖酸、铁和2种再生水水体中其他溶解性物质会影响光吸收和紫外透射率，但对紫外消毒动力学无影响。在颗粒物浓度为0～200mg／L的范围内，外源高岭土和活性污泥等颗粒物的投加对紫外消毒效果影响较小，而再生水水样W1中原有的2．61／1：g／L的颗粒物则会极大地影响消毒效果，使UV对细菌的灭活出现明显的拖尾现象。腐殖酸会增强紫外损伤大肠杆菌的光复活能力，但2种再生水中细菌的光复活能力相对磷酸盐缓冲溶液（PBS）中减弱，减弱程度在不同水样中有所不同。     

基于硫酸根自由基的高级氧化对头孢氨苄的降解特性

采用高级氧化(advanced oxidation processes, AOPs)技术去除水体中的头孢类抗生素。选取头孢类抗生素中的典型物质头孢氨苄(CFX)为研究对象,探讨了其在UV/过硫酸盐(UV/PS)体系中的降解特性。结果表明,pH=7.0时,UV/PS体系中SO_4~-·和·OH均对CFX有降解作用,且其与CFX反应的二阶速率常数分别为(9.8±0.4)×10~9L·(mol·s)~(-1)、(1.05±0.7)×10~(10)L·(mol·s)~(-1)。PS投加量的增加可加速CFX的降解和矿化,且酸性条件可促进CFX降解。水体基质Cl~-的存在对CFX的降解起到了低浓度抑制高浓度促进的作用,HCO_3~-和自然有机质(NOM)的存在对CFX的降解稍有抑制。在实际水样中的应用研究表明,UV/PS体系可以有效降解和矿化实际地表水样(SW)和实际废水样(WW)中的CFX,具有较好的应用前景。     

3种不同工艺中莠灭净的去除特性及自由基鉴定

以三嗪类除草剂莠灭净(AMT)为目标污染物,对比研究了紫外(UV)、紫外激活过硫酸盐(UV/PS)与紫外激活过一氧硫酸氢盐(UV/PMS)3种不同工艺对AMT的去除效果以及反应动力学模型。考察了底物初始浓度、氧化剂浓度、溶液初始pH和水中腐殖酸浓度对AMT降解的影响,并对反应中生成的主要自由基进行鉴定。结果表明,3种系统下AMT降解均符合拟一级反应动力学模型(R~2≥0.93)。AMT在3种不同系统下降解效率基本遵循UV/PSUV/PMSUV规律。随着底物初始浓度的增加,AMT降解率减小,拟一级速率常数kobs减小;增加氧化剂的投加量可以促进AMT降解;溶液pH的改变对UV系统下AMT的降解影响较小,而在UV/PS系统下,随着pH的增大降解率逐渐减小,在UV/PMS系统中降解率则呈现先减小后增大的趋势;投加腐殖酸会抑制AMT的降解;pH为7时,UV/PS和UV/PMS系统中反应生成的自由基主要是·SO_4~-。     

紫外线消毒后耐药性大肠埃希氏菌的光复活特性

为了考察耐药性大肠埃希氏菌在紫外线消毒后的光复活特性及耐药性的变化,选用从城市污水处理厂分离得到的多重耐药性大肠埃希氏菌SER8作为受试菌株进行紫外线消毒和光复活研究。考察不同剂量紫外线辐照对大肠埃希氏菌SER8的光复活率和光复活速率的影响,以及在磷酸盐缓冲溶液和二沉池出水中复活情况的差别。采用Kirby-Bauer纸片琼脂扩散法考察在紫外线消毒和光复活过程中大肠埃希氏菌SER8对四环素、氨苄西林、诺氟沙星、链霉素、庆大霉素、头孢噻肟、磺胺甲恶唑、环丙沙星和氯霉素的耐药表型。结果表明,在10~40 mJ·cm~(-2)紫外线辐照剂量范围内,大肠埃希氏菌SER8的光复活率和光复活速率基本上随着紫外线辐照剂量的增大而减小。在紫外线消毒后接受日光灯照射的48 h内,大肠埃希氏菌SER8在二沉池出水中的复活率基本与磷酸盐缓冲溶液中的相似,但在48~72 h阶段存在一定的差异。接受20 mJ·cm~(-2)紫外线辐照后经日光灯照射48 h的过程中,大肠埃希氏菌SER8对9种抗生素的耐药表型均未发生变化。     

紫外/TiO_2/H_2O_2去除水中聚丙烯酰胺的研究

采用紫外(UV)/TiO_2/H_2O_2去除水中聚丙烯酰胺(PAM),研究了H_2O_2投加量、TiO_2投加量、UV光照强度以及PAM初始浓度等因素对PAM去除效果的影响,并对降解体系是否产生丙烯酰胺单体(AM)进行验证。试验结果表明,在20℃、H_2O_2投加量为20mmol/L、催化剂TiO_2投加量为10mg/L、PAM初始质量浓度为100mg/L,UV光照强度为140μW/cm~2时,反应120min后的PAM去除率达97.4%,且无AM产生。     

工业废铁屑活化过硫酸盐降解水中环丙沙星的研究

为了有效降解水中的喹诺酮类抗生素环丙沙星(CPFX),降低处理成本,利用工业废铁屑(IWFe)活化过硫酸盐(PS)降解CPFX,探索了IWFe的粒径、反应体系初始pH、PS/CPFX(质量比)对CPFX降解效果的影响,并且研究了反应动力学、自由基的生成以及使用前后IWFe的变化。结果表明,IWFe+PS体系对CPFX的去除率超过90%,随着IWFe粒径的变小和PS/CPFX的增大,CPFX的去除率增加。在中性条件下,CPFX的去除率最大。IWFe的表面氧化物主要为Fe_3O_4和α-FeOOH,其中Fe~(2+)可活化PS产生·SO_4~-和·OH,·SO_4~-和·OH对CPFX的去除率的贡献分别为47.7%和21.9%。使用后,IWFe上Fe~(2+)的减少低于Fe~(3+)的增加,表明IWFe内核的Fe~0也参与了PS的活化。本研究提供了一种高效、低成本的有机废水处理方法,对实际工程具有一定的参考价值。     

VUV/UV/Cl2工艺去除饮用水中的乐果

乐果是常规饮用水处理技术难以去除的一种典型有机磷农药。为了能够控制并去除饮用水中的农药残留,达到进一步净化水质的目的,建立了降解动力学模型,采用模拟降解饮用水中乐果的方法,对比了乐果在紫外(UV)、氯(Cl2)、紫外/氯(UV/Cl2)、真空紫外/紫外(VUV/UV)和真空紫外/紫外/氯(VUV/UV/Cl2)5种工艺下的去除效果,并考察了乐果初始浓度、Cl2投加量、溶液p H、水中共存天然有机物(NOM)和无机阴离子(N O_3~-、Cl-、HCO_3~-、SO_4~(2-))对VUV/UV/Cl2工艺降解乐果的影响。结果表明:VUV/UV/Cl2对乐果的降解效率最高,乐果的去除率随其初始浓度的增加而减小;适当增加Cl2投加量,可提高乐果的降解效率;提高p H有利于乐果的降解;NOM对乐果的降解有一定的抑制作用;水中共存无机阴离子NO_3~-、Cl-和HCO_3~-可以捕获反应体系中的强氧化性羟基自由基(HO·),对乐果的降解起到抑制作用,而SO_4~(2-)因其捕获HO·的速率很低,无抑制作用。     

鼠伤寒沙门氏菌的紫外灭活及光复活抑制的研究

研究了鼠伤寒沙门氏菌的紫外失活动力学、在日光灯下的光复活现象以及氯对其光复活的抑制。结果表明,鼠伤寒沙门氏菌的紫外失活动力学曲线分为滞后区、一级动力学区、拖尾区三阶段,在PBS中的一级动力学失活速率常数为0.9041 cm2/mJ。而紫外灭活后的鼠伤寒沙门氏菌在日光灯下存在光复活。当紫外剂量为10 mJ/cm2时,鼠伤寒沙门氏菌在日光灯下照射3 h内发生明显的光复活,浓度从8.6×103CFU/mL增加到4.1×106 CFU/mL;但是在紫外消毒后,投加1 mg/L的氯可以有效抑制该细菌的光复活,投加2 mg/L的氯可以在10 min内全部灭活。因此,紫外-氯联合消毒能够有效的抑制鼠伤寒沙门氏菌细菌光复活,使其得到高效灭活。     

负载型颗粒活性炭催化过硫酸钠氧化降解橙黄G

通过在颗粒活性炭(GAC)上负载氧化铁,并以此作为催化剂(Fe/GAC)在常温常压下催化过硫酸钠(PS)产生硫酸根自由基降解偶氮染料橙黄G.研究了体系pH、氧化剂浓度、催化剂浓度对橙黄G去除率的影响,并且对催化剂的重复使用性能进行了测试.结果表明,在Fe/GAC/PS体系中,[OG]0=0.2 mmol/L,[GAC] =1 g/L,[PS]0=2 mmol/L,降解2h后OG去除率为99％,且有较高的矿化率;随着氧化剂浓度和催化剂浓度的增加,OG的去除效率提高;催化剂有较好的重复使用性.利用扫描电镜(SEM)对催化剂进行了表征,可以看出在活性炭上成功负载氧化铁.利用化学分子探针竞争实验鉴定催化反应中的活性物种SO4-·和OH·.     

紫外-氯顺序灭活地下水源水中真菌的效能

以地下水源水中真菌为研究对象,研究了单独紫外线灭活、单独氯灭活以及紫外线-氯顺序灭活的灭菌效果,同时对单独消毒剂灭活进行了动力学研究,确定了其动力学参数。结果表明:单独紫外线灭活时,在相同紫外剂量(I·t)下,高紫外强度(I)下真菌的灭活效果优于低紫外强度的灭活效果;紫外线灭活符合一级光化学反应,其速率常数k为0.044~0.077 cm2·(m W·s)~(-1)。单独氯灭活时,氯浓度2.0 mg·L~(-1),作用30 min,真菌灭活率达到95%;氯衰减符合一级衰减模型,即氯灭活真菌符合一级动力学反应,其速率常数k为0.056~0.081 L·(mg·s)~(-1)。紫外线-氯顺序灭活时,高紫外剂量-低加氯量可以达到低紫外剂量-高加氯量的灭活效果;真菌完全灭活时,紫外剂量从5 m J·cm~(-2)增加到30 m J·cm~(-2),加氯量可降低1~2 mg·L~(-1),减少了消毒副产物的生成量,降低了生态环境风险;紫外线与氯顺序灭活具有协同效应。     

紫外线活化过一硫酸盐工艺对水中苯脲类除草剂Chlortoluron的去除特性研究

为研究紫外线活化过一硫酸盐(UV/PMS)工艺对水中常见苯脲类除草剂绿麦隆(Chlortoluron)的去除特性,对比考察了UV/PMS工艺与单独UV、单独PMS对Chlortoluron的降解效果,系统探讨了降解过程中关键工艺参数如PMS投加量、UV强度、pH和常见水体背景离子(Cl^-、NH⁺₄、HCO^-₃及SO^2-₄)对Chlortoluron降解的影响,并对其相关成本效益进行了衡算分析。结果表明,UV/PMS体系中产生的强氧化性自由基包括SO^-₄·和HO·大大提高了Chlortoluron的去除速率,其降解过程符合拟一级动力学模型且降解速率随PMS投加量和UV强度的增加而增大;碱性pH环境比酸性pH更有利于Chlortoluron的去除;水体背景离子Cl^-和NH⁺₄显著抑制了Chlortoluron的降解,HCO     

管式O3/UV-BAF处理印染生化尾水的中试实验

以印染污水生化处理出水为研究对象,组建了集管式臭氧/紫外(O_3/UV)反应系统、臭氧发生系统、气液分离系统、臭氧破坏系统和生物曝气滤池(BAF)系统为一体的中试集成设备。分别研究了各单元及O_3/UV-BAF一体化设备的运行效果。结果表明,COD范围为62.3～102.1 mg·L~(-1),平均值为83.2 mg·L~(-1)时的进水经过O_3/UV处理后,BOD5浓度可增加3倍以上,该处理单元可提高污水的生化性能;而单独BAF处理,COD去除率仅为22.5%,表明该污水生化性能较差(BOD5/COD=0.117)且出水COD浓度也不能达到排放标准;O_3/UV-BAF联合工艺对印染废水则呈现良好的处理,出水COD去除率达到46.93%,UV_(254)去除率为39.73%。此外,该联合工艺对色度、TN和TP也具有较好的去除效果,去除率分别为54%、34.52%和53.81%,均可达到排放标准。通过对O_3/UV-BAF一体化中试设备的评估,为管式O_3/UV高级氧化大规模工程应用提供技术支撑。     

紫外活化过硫酸盐工艺降解水中磺胺二甲氧嘧啶动力学特征与机理

采用紫外活化过硫酸盐(UV/PS)工艺降解典型磺胺类抗生素磺胺二甲氧嘧啶(SDM),比较单一紫外(UV)、单一过硫酸盐(PS)和UV/PS对SDM的去除效果,考察各因素对降解动力学的影响,并探究其降解机理,对SDM及其中间产物进行毒性测定和风险评价.结果显示,UV/PS可以加速SDM降解,反应速率常数分别是单一UV和单...     

用Nano-TiO_2/O_3和Nano-TiO_2/UV/O_3去除腐殖酸并控制臭氧副产物的生成

采用Nano-TiO_2/O_3和Nano-TiO_2/UV/O_3进行小试实验。通过对DOC、UV254、BrO_3~-和甲醛进行检测分析,研究了不同体系去除腐殖酸(HA)并控制臭氧副产物生成的效果。结果表明,当HA浓度为10 mg·L~(-1)时,Nano-TiO_2/O_3体系对DOC的去除主要在反应进行20 min内完成,去除率仅达12.0%左右,对UV254的去除主要发生在2 min内,去除率仅达14.5%左右;而Nano-TiO_2/UV/O_3体系DOC和UV254的去除率分别达32.8%和53.3%。HA的存在显著减少了NanoTiO_2/O_3体系BrO_3~-的生成量,出水BrO_3~-浓度为29.00μg·L-1,而Nano-TiO_2/UV/O_3体系出水BrO_3~-浓度为5.00μg·L-1。研究表明,相比Nano-TiO_2/O_3体系,Nano-TiO_2/UV/O_3体系能更好地控制BrO_3~-生成,同时能提高对HA的去除效果,且无甲醛生成的风险。     

臭氧高级氧化法降解生化尾水中喹啉

采用O_3、O_3/UV、O_3/H_2O_23种工艺对喹啉的去除、矿化效果,生化性提高及降解规律等方面进行了对比分析,结果表明,单独H_2O_2、单独UV不能有效地降解喹啉;单独O_3、O_3/H_2O_2对喹啉有一定的去除效果,但两者差别不大;反应时间为6 min时,喹啉去除率分别为78.7%和79%,反应30 min时,喹啉的矿化率为33.4%和38.2%;O_3/UV工艺明显优于前2种,在6 min内,喹啉基本降解完全,30 min矿化率超过90%;3种工艺的降解过程都很好地满足伪一级动力学规律,O_3/UV的表观反应速率常数(0.7204 min~(-1))大于单独O_3(0.2832 min~(-1))和O_3/H_2O_2(0.29 min~(-1))工艺的表观反应速率常数;采用O_3/UV工艺处理实际工业园区生化尾水,6 min内喹啉降解完全,30 min时,COD去除率为88%,TOC的去除率达到89%,UV254的去除率为96%,出水指标达到《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》一级A标准。     

盐酸羟胺和酒石酸强化Fe~(2+)/Na_2S_2O_8体系降解双酚A

Fe~(2+)/Na_2S_2O_8(persulfate,PS)体系中存在Fe~(2+)易发生沉淀且Fe~(3+)无法还原的问题,以典型的持久性有机污染物双酚A(bisphenol A,BPA)为研究对象,分别考察络合剂酒石酸(tartaric acid,TA)和还原剂盐酸羟胺(hydroxylamine,HA)强化Fe~(2+)/PS体系对双酚A降解过程的影响。在Fe~(2+)/TA/PS体系、Fe~(2+)/HA/PS体系及Fe~(2+)/TA/HA/PS体系中分别考察了盐酸羟胺投加量、酒石酸投加量、体系pH作用范围等因素的影响,同时对氧化作用机理加以分析。研究表明:酒石酸和盐酸羟胺均能提高双酚A在Fe~(2+)/PS体系中的去除率,且均具有最优值;络合剂酒石酸起到长期促进作用,而还原剂盐酸羟胺起到短期促进作用。探针实验表明络合剂和还原剂共同强化的体系中·OH和SO_(4·)~-仍然是主要的氧化物种。当PS投加量均为2.64 mmol·L-1时,30 min内Fe~(2+)/TA/HA/PS体系中SO_(4·)~-的生成量为11.3μmol·L-1,而Fe~(2+)/PS体系中SO_(4·)~-的生成量为1.4μmol·L-1,表明体系通过加速了自由基生成速率从而加快了双酚A的降解。研究结果表明Fe~(2+)/TA/HA/PS体系在中性条件下实现了对双酚A的强化降解,显著优于Fe~(2+)/PS体系。     

预磁化零价铁活化过硫酸盐体系降解双氯芬酸钠

双氯芬酸钠(diclofenac sodium,DCF)是一种常用的消炎止痛药,已在地下水、地表水和饮用水中被广泛检出,成为一种新型微量污染物,具有潜在危害,基于此,采用预磁化零价铁/过硫酸盐(Pre-Fe~0/PS)和零价铁/过硫酸盐(Fe~0/PS)2种体系对DCF进行降解。考察了过硫酸盐(PS)投加量、零价铁投加量、初始pH对2种体系降解DCF的影响,探究了2种体系中铁离子的产生情况和pH的变化,并利用ESR技术检测了体系中生成的自由基。结果表明,与Fe~0/PS体系相比,在不同PS量(0.125～1.0 mmol·L~(-1))、 Fe~0量(0.125～1.0 mmol·L~(-1))和初始pH3.0～10.0下,Pre-Fe~0/PS体系对DCF的降解速率常数提高了2.1～6.2倍;Pre-Fe~0/PS体系中会产生更多的铁离子,且在反应过程中pH下降更快;Pre-Fe~0/PS体系比Fe~0/PS体系产生更多的SO·4-和·OH,且能在较长的时间保持较高的浓度。Pre-Fe~0/PS体系降解DCF可以适用更宽的pH范围,是DCF废水处理的有效途径。     

UV/H2O2/GAC工艺去除水中全氟化合物

全氟化合物(PFCs)持久存在于水环境中,难以通过传统的水处理工艺去除,提高水中PFCs的去除性能具有重要意义。本研究采用快速小柱实验探究了UV、H₂O₂和颗粒活性炭(GAC)组合工艺对水中4种PFCs的去除效果,并探究了UV照射时长和H₂O₂质量浓度对PFCs的直接去除效果及其对后续GAC吸附的影响。结果表明：不同工艺条件下,长链全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)始终表现出较短链全氟丁酸(PFBA)和全氟丁烷磺酸(PFBS)更高的去除率。单独GAC吸附对长链全氟PFOA和PFOS去除率为59.6%和64.3%,但对短链PFBA和PFBS去除率仅为11.7%和13.1%。单独UV或单独H₂O₂分别与GAC联用时,随着UV照射时长和H2O2质量浓度的增加,4种PFCs的去除率略有增加,且UV照射的增益效果较H₂O₂更优。UV/H₂O₂/GAC联用工艺对水中4种...