UV/H2O2降解水中磺胺嘧啶影响因素及机理

利用UV/H2O2光氧化反应器降解水中的磺胺嘧啶,考察了H2O2投量、pH值、紫外功率等因素对去除效果的影响,同时对反应动力学及降解产物进行了分析。结果表明,在紫外辐照与H2O2氧化共同作用下,UV/H2O2降解水中磺胺嘧啶效果显著,去除率达90%以上,其降解过程符合一级反应动力学模型（R2=0.991 2）。H2O2投量与磺胺嘧啶降解速率常数具有良好的线性关系,H2O2投量由0.03增大至1.50 mmol·L-1,反应速率常数由0.048 2增大至0.359 9 min-1;同时,随着紫外灯功率由5增大至15 W,反应速率常数由0.066 2增大至0.163 1 min-1;随着初始磺胺嘧啶浓度由0.02增加至0.08 mmol·L-1,反应速率常数由0.251 7逐渐降低至0.046 8 min-1;pH由3.0升高至7.0,反应速率常数由0.070 2增大至0.102 3 min-1,当pH继续增大时,反应速率常数反而降低。根据液相色谱/质谱（LC/MS）对中间产物分析,UV/H2O2降解磺胺嘧啶生成质荷比（m/z）为173、186和200的对氨基苯磺酸等中间产物,推测S-N键和C-N键被打开,这些中间产物可进一步被降解,但TOC去除率仅为7%,表明磺胺嘧啶仅部分被矿化。UV/H2O2工艺处理磺胺嘧啶的电能效率（EEO）采用每一对数减少级电能输入进行评价,优化条件下电能效率为0.078 kWh·m-3,可为实际工程应用提供参考。     

背景水质对过流式VUV/UV反应器降解水中阿特拉津的影响

为探究连续流进水模式下水中复杂的背景物质对真空紫外/紫外 (VUV/UV) 高级氧化工艺效率的影响,采用过流式VUV/UV反应器,考察了水中不同浓度的氯离子 (Cl^–) 、碱度 (HCO₃^–) 、硝酸盐 (NO₃^–) 和溶解性有机物 (DOM) 对微量污染物阿特拉津 (ATZ) 降解的影响。结果表明,上述背景组分对ATZ的VUV/UV降解均表现出一定的抑制作用,辐照时间为30 s时,ATZ去除率从空白组中的57%分别最多下降至33%、29%、40%和35%,且过流式条件下的抑制程度与文献中序批式反应器中的略有不同。污染物去除率下降的原因在于,一方面,三种无机阴离子都对VUV辐射有一定的蔽光效应,NO₃^–强于Cl^–强于HCO₃^–;另一方面,VUV辐照下Cl^–产生的Cl·和Cl₂^•–、NO₃^–产生的NO₂·和HO·都能补充水中氧化性自由基浓度,使得VUV贡献的ATZ降解速率常数的抑制程度低于VUV光子被阴离子竞争吸收的比例,但HCO₃^–对HO·较强的清除作用则导致了ATZ的降解速率常数的快速下降。低浓度DOM在VUV/UV辐照下可能产生的活性物种抵消了其对VUV/UV辐射的蔽光效应,但高浓度DOM对HO·的清除作用仍使其对ATZ降解产生了显著的抑制。在所有考察的水质条件下,ATZ降解所需的单位能耗E_EO介于0.61~1.56 kWh·m^-3。     

UV/H2O2工艺降解环丙沙星的研究

采用UV/H2O2工艺去除水体中的喹诺酮类抗生素环丙沙星（CIP）。考察了溶液pH值、H2O2投加量以及水体基质对环丙沙星降解效率的影响,分析了降解产物的生成情况。研究表明,环丙沙星的降解符合拟一级反应动力学模型。降解速率受溶液pH值的影响,酸性及中性条件,有利于环丙沙星的降解。H2O2投加量的增大,使得降解速率逐渐增大,但速率增幅逐渐变缓;最佳H2O2/环丙沙星摩尔比为2 000。实际水体中存在的NOM、NO3-,促进了单独UV作用下,环丙沙星的降解。水体中的.OH焠灭剂,抑制了UV/H2O2联合作用下,环丙沙星的降解;实际水体中的光解速率常数低于超纯水中的光解速率常数。GC-MS分析表明,UV/H2O2工艺,使环丙沙星氧化降解生成氨基乙酸、丙二酸、丙三醇和对苯二甲酸等小分子有机物。     

溶液中阴离子和腐殖酸对UV/H2O2降解2,4-二氯酚的影响

研究了UV/H2O2工艺对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的去除效果和水中阴离子、腐殖酸对该工艺降解2,4-DCP的影响.结果表明:UV/H2O2工艺可以有效地去除水中2,4-DCP,光降解过程符合一级反应动力学模型;在H2O2投加量为8 mg/L、1个30 W低压汞灯照射下,2,4-DCP在蒸馏水和自来水中反应速率常数分别为0.023 2、0.016 2 min-1;NO-3、Cl-、HCO-3对2,4-DCP光降解有抑制作用,当3种阴离子摩尔浓度为0.5、10.0、20.0 mmol/L时,对2,4-DCP光降解的抑制程度为HCO-3＞NO-3＞Cl-;腐殖酸在低浓度时,促进光降解反应进行,在高浓度时,2,4-DCP的光降解受到抑制.自来水中的反应速率常数低于蒸馏水中的反应速率常数是由于水中多种阴离子和腐殖酸影响的结果.     

BiVO4联合H2O2或K2S2O8光催化降解布洛芬

以水热法制备了BiVO4光催化剂,并用X射线衍射和扫描电镜对其进行表征。在模拟太阳光照射下,以布洛芬为目标污染物,考察了BiVO4联合H2O2或K2S2O8工艺对布洛芬的光催化降解效果,得出了H2O2或K2S2O8的最佳投加量。通过淬灭实验,研究了光催化联合体系降解布洛芬的机制。X射线衍射谱图表明所合成的BiVO4光催化剂为纯的单斜晶相,扫描电镜结果表明制备的粉末形貌单一,且呈现微球状。加入H2O2或K2S2O8后,一定程度上促进了BiVO4光催化降解布洛芬的效率,H2O2和K2S2O8的最佳投加量分别为3.0 mmol·L-1和1.5 g·L-1。BiVO4/H2O2/hν体系和BiVO4/K2S2O8/hν体系降解水中布洛芬主要是基于·OH自由基的氧化作用。通过对比2个体系中·OH和O2·-对布洛芬降解速率的贡献,发现K2S2O8对BiVO4光催化体系的促进作用远远大于H2O2对该体系的促进作用。     

溶液中阴离子对UV/H2O2降解十二烷基苯磺酸钠的影响及其机理

研究了UV/H2O2工艺对十二烷基苯磺酸钠(LAS)的去除效果、溶液中阴离子对LAS降解的影响及机理.结果表明:UV/H2O2工艺可以有效地去除水中的LAS;在H2O2投加量为8 mg/L,14 W低压汞灯照射下,LAS在蒸馏水和自来水中的反应速率常数分别为0.018 0 、0.012 2 min-1;NO-3、Cl-、SO2-4和HCO-3对LAS光降解有抑制作用,当该4种离子摩尔浓度均分别为5、10、15 mmol/L时,对LAS光降解的抑制程度为HCO-3》NO-3》Cl-》SO2-4,且随着离子摩尔浓度的增大,抑制作用增强;LAS在自来水中的反应速率常数低于在蒸馏水中的反应速率常数是由于水中多种离子影响的结果.     

UV/H2O2工艺降解水中双酚A影响因素的研究

研究了UV/H2O2工艺对双酚A(BPA)的降解效果及影响田素.结果表明,UV/H2O2工艺可以有效降解水体中BPA,降解过程符合一级反应动力学模型;紫外光强对BPA的降解速度影响较小;H2O2浓度对BPA的降解具有促进和抑制的双重作用;BPA初始浓度对BPA降解没有影响;在酸性条件下,有利于BPA降解;NO-3、Cl-、HCO-3对BPA降解有抑制作用;当HCO-3、NO-3、Cl-摩尔浓度均为5mmol/L时,对BPA降解的抑制程度为HCO-3>NO-3>Cl-.腐殖酸在低浓度时,促进BPA降解反应进行;在高浓度时,BPA的降解受到抑制.     

O3/H2O2工艺降解1,2,4-三氯苯的优化设计

考察用不同的氧化剂降解1,2,4-三氯苯（TCB）,3种不同方法对TCB的去除效果存在较大差别,其处理效果依次为：H2O2〈O3〈O3/H2O2。采用响应面法优化O3/H2O2工艺降解TCB的条件。结果表明,TCB初始浓度和H2O2投加量对TCB去除效果影响较大。TCB的降解符合准一级反应动力学规律,最佳降解条件为TCB初始浓度0.3 mg/L,pH=8.13,H2O2投加量0.40 mmol/L,O3转化率75%。在此条件下,TCB的平均去除率为91.5%,与预测值93.1%吻合度较高。     

O3/H2O2高级氧化技术H2O2加入量的简易控制方法

对与臭氧有着不同反应活性的3类有机污染物,探讨并建立了O3/H2O2高级氧化技术H2O2较优投加量的简易控制方法.结果表明,水中存在溶解臭氧是H2O2与臭氧降解效率具有协同作用的必要条件,另外,H2O2的较优加入量直接依赖于目标有机污染物与臭氧的反应活性.对于不同的有机物及在常规的臭氧化水处理时间内,H2O2加入量控制在单独臭氧化处理时水中溶解臭氧的20～30倍(质量比)之间为宜.这种简易控制H2O2加入量的方法对推广O3/H2O2技术在实际废水处理中的应用具有重要的意义.     

O3／H2O2高级氧化技术H2O2加入量的简易控制方法

对与臭氧有着不同反应活性的3类有机污染物，探讨并建立了O3／H2O2高级氧化技术H2O2较优投加量的简易控制方法。结果表明，水中存在溶解臭氧是H2O2与臭氧降解效率具有协同作用的必要条件，另外，H2O2的较优加入量直接依赖于目标有机污染物与臭氧的反应活性。对于不同的有机物及在常规的臭氧化水处理时间内，H2O2加入量控制在单独臭氧化处理时水中溶解臭氧的20-30倍（质量比）之间为宜。这种简易控制H2O2加入量的方法对推广O3／H2O2技术在实际废水处理中的应用具有重要的意义。     

O_3/H_2O_2工艺降解1,2,4-三氯苯的优化设计

考察用不同的氧化剂降解1,2,4-三氯苯(TCB),3种不同方法对TCB的去除效果存在较大差别,其处理效果依次为:H2O2O3O3/H2O2。采用响应面法优化O3/H2O2工艺降解TCB的条件。结果表明,TCB初始浓度和H2O2投加量对TCB去除效果影响较大。TCB的降解符合准一级反应动力学规律,最佳降解条件为TCB初始浓度0.3 mg/L,pH=8.13,H2O2投加量0.40 mmol/L,O3转化率75%。在此条件下,TCB的平均去除率为91.5%,与预测值93.1%吻合度较高。     

UV/H2O2工艺降解典型消炎药布洛芬影响因素和降解机理

布洛芬是一种典型药物和个人护理用品（PPCPs）,大量生产和广泛使用给环境带来了一定危害。基于响应面方法,采用UV/H2O2工艺降解布洛芬（IB）,对降解过程中的影响因素（光强、H2O2投加量、初始IB浓度）进行了探讨,构建响应面模型。优化的最佳反应条件为：H2O2投加量0.10 mol·L-1、初始IB浓度5.00 mg·L-1、UV光强1 400 μW·cm-2,预测和实验IB以及反应动力学速率常数接近,说明响应面模型能够有效描述UV/H2O2降解反应过程。同时用离子阱质谱仪鉴定出IB羟基加成物、4-乙基苯酚、对异丁基苯甲酸等降解中间产物,其中IB羟基加成物的细胞毒性大于IB本身,最后提出降解机理。本研究为UV/H2O2工艺降解典型消炎药类污染物提供技术参考。     

O3/H2O2/UV降解1,2,4-三氯苯的研究

采用O3/H2O2/UV工艺处理1,2,4-三氯苯(TCB)模拟废水,考察了TCB初始浓度、pH、H2O2投加量及O3转化率等因素对O3/H2O2/UV降解TCB的影响,推断了TCB可能的降解途径。结果表明:(1)H2O2、O3、UV、O3/H2O2、O3/H2O2/UV 5种体系对TCB的降解效果为H2O2相似文献   

TS-1分子筛催化O_3/H_2O_2氧化乙酸

研究了酸性条件下TS-1分子筛催化O3/H2O2体系（O3/H2O2/TS-1）对降解水中乙酸效率的影响,优化了相关工艺参数,并对其作用机理进行了分析。结果表明,在pH为2.8时,TS-1的加入能显著提高臭氧化的降解效率。优化工艺参数表明,当过氧化氢投加量为3 g/L,TS-1投加量为5 g/L时,O3/H2O2/TS-1体系对乙酸具有较高的降解率,60 min后O3/H2 O2/TS-1体系对乙酸（初始浓度为100 mg/L）的去除率达到了58.7%。当pH为0.8时,O3/H2 O2/TS-1体系对乙酸的去除率仅为19.8%,降解效果较差。定量化计算表明,O3/H2O2和O3/H2O2/TS-1的Rct分别为1.62×10-8和8.67×10-7。通过测定乙酸降解过程水样中过氧化氢和液相臭氧的浓度变化,推测了具体反应机理。由于此体系在酸性条件下对乙酸有较好的降解效果,拓宽了现有O3/H2O2体系的应用范围。     

臭氧/双氧水/紫外光联用降解饮用水中溴氯乙腈的试验研究

为减少饮用水氯化消毒过程中产生的含氮消毒副产物溴氯乙腈(BCAN),降低其潜在的致癌风险,分别采用臭氧(O3)、双氧水(H2O2)和紫外光(UV)及其联合工艺,考察了不同试验条件下BCAN的降解效果及影响因素,并探讨了其降解机制和动力学规律。结果表明,O3、H2O2和UV工艺对BCAN降解效果都不理想,UV/H2O2和UV/H2O2/O3联合工艺可以较有效地降解水中的BCAN。在BCAN初始质量浓度为20μg/L、紫外光强为31μW/cm2、H2O2质量浓度为40 mg/L、O3质量浓度为7.9mg/L条件下,反应进行120min后,UV/H2O2联合工艺与UV/H2O2/O3联合工艺对BCAN的降解率分别为77.50%、94.05%。UV/H2O2/O3联合工艺对BCAN的降解效果比UV/H2O2联合工艺更好,UV/H2O2和UV/H2O2/O3联合工艺降解BCAN均符合一级反应动力学规律。     

TiO2薄膜光催化降解双酚A的研究

采用sol-gel法制备TiO2薄膜.以该薄膜为催化剂,研究了在H2O2存在的条件下,对内分泌干扰物质双酚A的光催化降解反应.分别讨论了pH值、H2O2的加入量、双酚A的初始浓度以及光照时间对降解反应的影响.结果表明,在pH=4,30 mg/L的H2O2中对初始浓度为50 mg/L的双酚A溶液光照180 min有较好的降解效果.     

TiO2薄膜光催化降解双酚A的研究

采用sol-gel法制备TiO2薄膜。以该薄膜为催化剂，研究了在H2O2存在的条件下，对内分泌干扰物质双酚A的光催化降解反应。分别讨论了pH值、H2O2的加入量、双酚A的初始浓度以及光照时间对降解反应的影响。结果表明，在pH=4，30mg／L的H2O2中对初始浓度为50mg／L的双酚A溶液光照180min有较好的降解效果。     

环境污染与防治 网络版论文摘要

O3／H2O2／UV降解水中邻二氯苯的性能研究,粉煤灰协同H2O2处理酸性黑210^#染料废水的研究,废铁屑修复土壤镉污染初步研究,硫铁矿烧渣制备聚合磷硫酸铁及应用研究,投加煤粉对膜生物反应器处理效果及膜污染的影响     

Tween-80和H2O2对Burkholderia cepacia降解油脂的影响

油脂废水是一种重要的水污染源。研究了表面活性剂和H2O2对洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia)降解油脂的影响。结果表明：适量的表面活性剂和H2O2促进油脂的降解。表面活性剂可以增强油脂在水相中的溶解度,提高油脂在水中的乳化程度从而增加其生物可利用性。当Tween-80浓度600mg/L时,油脂降解率达到91%。低浓度H2O2不仅能刺激微生物生长,而且使培养液中的pH值保持相对稳定,提高了微生物对油脂的降解率。H2O2在浓度为400mg/L时,能使油脂降解率达到90%。     

TS-1分子筛催化O3/H2O2氧化乙酸

研究了酸性条件下TS-1分子筛催化O3/H2O2体系(O3/H2O2/TS-1)对降解水中乙酸效率的影响,优化了相关工艺参数,并对其作用机理进行了分析。结果表明,在pH为2.8时,TS-1的加入能显著提高臭氧化的降解效率。优化工艺参数表明,当过氧化氢投加量为3 g/L,TS-1投加量为5 g/L时,O3/H2O2/TS-1体系对乙酸具有较高的降解率,60 min后O3/H2 O2/TS-1体系对乙酸(初始浓度为100 mg/L)的去除率达到了58.7%。当pH为0.8时,O3/H2 O2/TS-1体系对乙酸的去除率仅为19.8%,降解效果较差。定量化计算表明,O3/H2O2和O3/H2O2/TS-1的Rct分别为1.62×10-8和8.67×10-7。通过测定乙酸降解过程水样中过氧化氢和液相臭氧的浓度变化,推测了具体反应机理。由于此体系在酸性条件下对乙酸有较好的降解效果,拓宽了现有O3/H2O2体系的应用范围。