紫外/过氧乙酸灭活大肠杆菌的效能及机理

病原微生物对公共卫生及生态系统产生了极大威胁,为研究紫外/过氧乙酸体系(UV/PAA)的消毒效能,以大肠杆菌为目标微生物,考察了PAA和UV投加剂量、不同背景物质对大肠杆菌灭活的影响,检测了体系中生成的活性物种并观察了反应过程中细胞形态变化。结果表明：在PAA浓度为60 μmol·L⁻¹和UV光强为2.25×10⁻⁷ Einstein·(s·L)⁻¹的条件下反应3 min后,大肠杆菌的灭活率能达到4.71 log,相较单独PAA体系和单独UV体系分别提高了2.76 log和0.82 log,且灭活率随PAA浓度和UV辐射剂量增加而提高。NH₄⁺和Cl⁻对于UV/PAA体系灭活大肠杆菌有轻微的抑制作用,而腐殖酸(HA)对于体系有较强的抑制作用。自由基淬灭实验和电子顺磁共振检测结果表明,UV/PAA体系灭活大肠杆菌的主要活性物质为羟基自由基(HO·)和有机自由基(RO·)。激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜观察的结果表明,UV/PAA体系灭活大肠杆菌时,会引起细胞膜轻微破损,但并不会导致严重的裂解。反应溶液中溶解性成分的荧光光谱分析表明大肠杆菌灭活时释放的有机物会随着细胞膜破损而增加,但释放的类蛋白大分子物质最终可被氧化为类腐殖酸小分子有机物。     

UV-NaClO顺序消毒对污水中大肠菌群的灭活效果

紫外(UV)和次氯酸钠(NaClO)消毒广泛应用于城市污水处理中,但目前2种消毒方式均存在不足。为实现既可高效消毒又能同时降低消毒所带来负面影响的目的,通过对比研究,分析了达到与UV或NaClO相同的消毒效果时,紫外-次氯酸钠(UV-NaClO)顺序消毒所需的消毒剂量以及UV-NaClO顺序消毒对微生物复活和消毒副产物(DBPs)生成的影响。结果表明：当UV剂量为9 mJ·cm⁻²,NaClO投加量为3、4和10 mg·L⁻¹时,UV-NaClO顺序消毒可达到与单独UV消毒时(剂量为12、20或60 mJ·cm⁻²)以及单独NaClO消毒时(NaClO投加量为4、10或20 mg·L⁻¹)的相同消毒效果;且当需要的微生物灭活效率越高时,UV-NaClO 顺序消毒的优势越明显。同单独UV消毒相比,UV-NaClO顺序消毒后微生物的光复活率和暗修复率明显降低。当达到与单独NaClO消毒相同的微生物灭活效果时,UV-NaClO顺序消毒可有效降低DBPs的生成量,例如完全灭活E.coli,采用UV-NaClO顺序消毒,DBPs的生成量可较单独NaClO消毒降低了76.87%。本研究可为污水排放与再生利用消毒技术的选择提供参考。     

UV/O3/PS耦合工艺在含酚废水处理中的应用

针对目前高级氧化技术处理含酚废水存在O₃利用率低等缺点,为提高反应体系强氧化性物质的含量,强化水体中酚类物质的降解与矿化,提出了UV/O₃/PS耦合体系;在探究多种不同耦合体系的苯酚降解率和TOC去除率、反应影响因素和活性物质的基础上,进一步发掘该体系降解含酚废水的潜力与优势。结果表明：UV/O₃/PS体系在15 min内可将苯酚完全降解;相较于单一的UV/O₃法或UV/PS法,水中酚类的矿化率分别提高了47.36%和39.93%;通过对多种影响因素进行分析,确定了UV/O₃/PS体系中合适的O₃与PS投加量,并发现UV/O₃/PS体系对pH和HCO₃⁻ 适应范围较广,在难降解废水处理中具有广泛的应用价值;通过ESR分析发现耦合体系在UV的催化下产生的·OH和·SO₄⁻比单一体系更多,具有促进作用。由此可知,UV/O₃/PS耦合工艺能在较广的适应范围内较好的降解酚类物质。该研究结果可为UV/O₃/PS耦合工艺对含酚废水的降解提供理论参考。     

碳纳米管电极强化电催化臭氧降解西玛津

传统的电催化技术受限于阴极原位电生H₂O₂的效率,且对某些特定结构污染物的降解能力较差。为提升电极对污染物降解性能和稳定性,使用压片法制备了蒽醌修饰碳纳米管(CNT/TBAQ)电极,构建了一种基于浸没电极的电催化臭氧反应器,并鉴定了反应体系内的活性物质及对西玛津的降解性能。结果表明,当气体流量为0.2 L·min⁻¹,电流密度为7.5 mA·cm⁻²时,HO^•生成量为1.024 µmol·L⁻¹。与单独电催化和单独臭氧技术相比,电催化臭氧技术可以在6 min内完全去除初始质量浓度为5 mg·L⁻¹的西玛津。当臭氧质量浓度10 mg·L⁻¹,电流密度7.5 mA·cm⁻²时,电催化臭氧技术的矿化效率最高,120 min后TOC去除率为62.25%,相比于电催化氧化、臭氧氧化能耗分别下降了55%和31%,但电催化臭氧技术没有明显降低西玛津中间产物的毒性。经过10次循环使用后,CNT/TBAQ 阴极仍然保持对污染物的去除能力。以上结果表明,以CNT/TBAQ电极为阴极的电催化臭氧技术可以有效提高污染物降解效率,为微量污染物去除提供了一种有前景的技术。     

真空紫外/紫外/过硫酸盐工艺降解水中全氟辛酸

全氟辛酸(PFOA)是一种水中检出频率较高的全氟和多氟烷基物质,常规水处理工艺难以有效去除。紫外(UV)/过硫酸盐(PDS)工艺对PFOA具有较好的处理效果。相对于传统低压汞灯,新型光源真空UV/UV(VUV/UV)汞灯,可在不增加电能输入下,额外输出185 nm VUV光子有效光解PFOA。因此,采用VUV/UV汞灯驱动UV/PDS工艺具有高效降解PFOA的潜力。选用前期研发的配装VUV/UV汞灯的细管流光反应系统开展研究,通过微量过氧化氢生成法和化学感光剂(尿苷)测定VUV和UV辐照强度分别为1.16×10⁻⁴ einstein·(m²·s)⁻¹和1.39×10⁻³ einstein·(m²·s)⁻¹。结果表明,相对于单独UV和VUV/UV辐照,PDS的投加会生成SO₄⁻·,进而强化PFOA的降解。由于额外的185 nm VUV光子辐照,VUV/UV/PDS工艺相对于UV/PDS工艺具有明显强化降解作用。当PDS浓度在0~0.9 mmol·L⁻¹时,协同因子(R)均低于1,表明尽管VUV/UV汞灯可强化UV/PDS工艺对PFOA的去除,但PDS和VUV/UV的联用并没有明显的协同作用。PDS浓度的提升会增加SO₄⁻·的生成,强化自由基降解的贡献(18%上升为35%),但同时竞争吸收VUV光子导致PFOA的直接VUV降解作用减弱(82%下降为65%),总体PFOA降解的协同效果有所减弱。以上研究结果表明VUV的加入可强化UV/PDS工艺去除PFOA的效率,为VUV/UV/PDS工艺应用于水中PFOA高效去除提供参考。     

紫外/次氯酸钠和紫外/过碳酸钠工艺降解水杨酸的影响因素及降解机理

采用紫外/次氯酸钠(UV/NaClO)和紫外/过碳酸钠(UV/SPC)工艺降解水中水杨酸(SA),且利用协同因子(R)作为评价指标,分别考察了氧化剂投加量、pH、阴离子(NO₃^-、HCO₃⁻)和腐殖酸(HA)等因素对SA去除的影响,结合TOC对比了2种工艺对SA的去除效果,通过鉴定中间降解产物探讨了SA可能的降解路径。结果表明：UV/NaClO和UV/SPC工艺中SA的去除均符合拟一级反应动力学,R与拟一级反应动力学常数(k_obs)变化趋势相似。当NaClO和SPC质量浓度分别为 3 mg·L⁻¹和12 mg·L⁻¹时,2种工艺中k_obs分别为0.173 2 min⁻¹和0.258 8 min⁻¹,而 R_UV/NaClO和R_UV/SPC分别为9.5和15.9。k_obs和R随氧化剂投加量的增加而升高,因过量的SPC消耗产生的羟基自由基(·OH)会导致k_obs降低。初始pH对SA去除有较大影响,酸性环境有利于UV/NaClO工艺去除SA,而UV/SPC工艺则在pH=7具有较好的SA去除效果。NO₃⁻与HCO₃⁻对UV/NaClO工艺去除SA有轻微的促进作用,而显著抑制UV/SPC工艺对SA的去除。HA对2种工艺中SA的去除均有抑制作用。相比UV/NaClO,UV/SPC工艺对TOC去除更为显著。通过分析SA的密度泛函理论(DFT)并结合主要的降解产物推测SA的降解机理主要为自由基的取代和氧化。     

活性污泥-生物膜一体化反应器对废水中苯酚的降解性能

利用活性污泥-生物膜一体化反应器处理含苯酚废水,考察了反应器对苯酚和COD的处理效果以及反应器运行中生物膜干质量(SS)、挥发性干质量(VSS)、活性生物量、脱氢酶活性(DHA)、胞外聚合物(EPS)的变化,探究了生物膜特性与废水处理效果之间的关系。结果表明：在进水苯酚质量浓度由50 mg·L⁻¹逐步提高到500 mg·L⁻¹的过程中,苯酚和COD去除率均呈先降后升的趋势;当进水苯酚质量浓度为250 mg·L⁻¹时,反应器能适应苯酚冲击,苯酚和COD去除率分别稳定在97%和60%以上;当进水苯酚质量浓度为500 mg·L⁻¹时,苯酚去除率可达到99%,同期SS、VSS、活性生物量及DHA(22.03~57.07 mg·g⁻¹)的变化亦反映出生物膜性能的提升,说明反应器对苯酚质量浓度变化的适应能力较强。此外,EPS质量分数为42.99~310.51 mg·g⁻¹,蛋白质(PN)与多糖(PS)的质量比为0.67~1.39,且当初始苯酚质量浓度为250 mg·L⁻¹时,PN/PS值最高,EPS亲水性低,生物膜可高效降解苯酚。以上研究结果表明,逐渐提高进水苯酚质量浓度能有效提高活性污泥－生物膜一体化反应器对苯酚的适应性和降解率。     

可见光/石墨相氮化碳/溴化氧铋/过二硫酸盐体系高效降解活性蓝19的增强效应及路径

为探究光催化降解蒽醌染料活性蓝19(RB19)过程中蒽醌的光敏特性对去除率的影响,以石墨相氮化碳/溴化氧铋(g-C₃N₄/BiOBr)为光催化材料,引入光照(vis)与过二硫酸盐(PS),构成协同催化氧化体系,考察光激发产物半醌自由基(Q⁻·)的形成及其参与、增强体系氧化能力的作用机制,采用单因素(材料投加量、初始pH、活性蓝19初始质量浓度、过硫酸盐投加量、光照强度)分析方法,探究Q⁻·增强效应的影响,使用降解动力学方法及LC/MS评估降解后废水的毒性。结果表明：Q⁻·的形成不仅加速了过硫酸盐的活化过程,Q⁻·与氢醌(H₂Q)、醌(Q)形成的循环作用也强化了材料的光催化效应,在模拟太阳光照射下(300 W),催化剂用量为0.1 g·L⁻¹和PS投加量为400 mg·L⁻¹时,Q⁻·引发的长链式自由基反应使该体系在 80 min内对40 mg·L⁻¹的RB19的降解率可达到100%;反应条件对催化效果影响的大小顺序为材料投加量>初始pH>RB19初始质量浓度>过硫酸盐投加量>光照强度;Q⁻·中间体的形成有效提高了体系内自由基的含量,是反应后废水毒性显著降低的主要原因。由此可知,体系内Q⁻·所引发的自降解自循环、长链式自由基效应是实现RB19高效降解的主要因素。本研究结果可为开发蒽醌类染料废水处理技术的开发及实际应用提供参考。     

MABR工艺在污水处理站提标改造中的应用

采用MABR膜曝气生物膜工艺对北方地区某污水处理站进行了改造,通过在原CAST工艺中增加MABR膜组件,并新建二沉池,从而实现对原生化系统的升级改造;同时,新建了高密池和V型滤池深度处理系统,以控制出水水质。MABR膜曝气生物膜工艺的改造仅新增了曝气膜组件,无需在原生化池内新增设备和土建,且膜曝气效率高、能耗低,无需新增加鼓风机,一次性投资约为850 元·m⁻³,改造工期约15 d,具有改造工期短和运行成本低的优势。改造后,MABR膜曝气生物膜反应器的氨氮进水均值为39 mg·L⁻¹,出水均值为3 mg·L⁻¹,平均去除率为92 %;TN进水均值为63 mg·L⁻¹,出水均值为11 mg·L⁻¹,平均去除率为83 %;TP进水均值为7.5 mg·L⁻¹,出水均值为0.9 mg·L⁻¹,平均去除率为88 %;COD进水均值为367 mg·L⁻¹,出水均值为35 mg·L⁻¹。此外,结合后续的深度处理段,通过化学除磷可保持污水处理站出水TP低于0.4 mg·L⁻¹。改造后,污水处理站出水水质可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。     

氯离子对过硫酸盐氧化苯胺的影响

在高级氧化工艺(AOPs)降解有机污染物过程中,卤代消毒副产物(DBPs)的形成已引起了广泛的关注。然而,氯离子(Cl⁻)在过硫酸盐(PS)降解污染物的过程中的作用机制仍存在争议。基于此,探究了在不同pH下Cl⁻对PS的作用机理,并对可能的反应途径进行了推断。结果表明：在酸性条件(pH=2.5)下,Cl⁻可以与PS反应生成HClO,从而可促进对苯胺(AN)的去除,但并不能对AN进行有效矿化,在PS溶液中加入10 mmol·L⁻¹的Cl⁻后,AN的去除率升高了47.82%,但TOC去除率仅提高了9.78%,且会生成2, 4, 6-三氯苯胺等有害的氯代副产物;相反,在中性(pH=7.5)或碱性条件(pH=11.5)下PS自身能够有效矿化AN,AN的去除率分别提高了57.90%和74.96%,此时TOC去除率分别升高了44.98%和67.15%,而Cl⁻的作用并不显著。通过加入不同淬灭剂对反应过程中的氧化物质进行了识别,发现PS在碱性条件下会生成羟基自由基(HO·)、硫酸根自由基(${\rm{SO}}_4^{ - \cdot}$)和超氧自由基(${\rm{O}}_2^{ - \cdot }$),且在反应过程中起主要作用的为HO·。在碱性条件下,当苯胺的去除率为74.96%时,HO·、${\rm{SO}}_4^{ - \cdot}$和${\rm{O}}_2^{ - \cdot }$对苯胺去除的贡献率分别为51.36%、11.25%和9.79%。对NaCl/PS体系中的产物进行鉴定,检测到7种中间产物,并在此基础上探讨了PS氧化降解AN的可能途径。以上研究结果有助于更好地理解和优化与PS相关的高级氧化技术在实际应用中的污染控制。     

AnMBR对高浓度餐厨废水的处理效能

餐厨废水是一类高油、高盐、高氮等较为复杂的废水,在传统厌氧处理中面临污泥漂浮流失、有机负荷低及COD去除效果差等问题。通过构建中试规模厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane reactor, AnMBR)处理餐厨废水,考察了3个运行阶段(污泥驯化阶段、容积负荷(volume loading rate, VLR)提升阶段和污泥停留时间(sludge retention time, SRT)缩短阶段)的厌氧消化性能、稳定性能、污泥性质和膜性能变化。结果表明,在污泥驯化阶段,低负荷(1.5 kg·(m³·d)⁻¹)污泥驯化方式能够实现AnMBR的快速启动,甲烷产率由227 mL·g⁻¹ (以COD计)迅速提升至267 mL·g⁻¹,COD去除率达到99%。在VLR提升阶段,当负荷由3.0 kg·(m³·d)⁻¹逐渐增加至12.0 kg·(m³·d)⁻¹时,甲烷产率由283 mL·g⁻¹升高并稳定至335 mL·g⁻¹左右,COD去除率达到98.5%。然而此阶段污泥浓度由13.39 g·L⁻¹迅速升高至45.59 g·L⁻¹,从而导致膜污染加剧,平均膜通量下降速率由0.53 L·(m²·h·d)⁻¹增至0.78 L·(m²·h·d)⁻¹。在SRT缩短阶段(由100 d缩短至40 d),尽管排泥量由0.4 L·d⁻¹增加至1 L·d⁻¹,甲烷产率并没有受到明显影响,仍稳定在335 mL·g⁻¹左右,COD去除率达到98.9%。此外,缩短SRT增大了排泥量,反应器内污泥浓度由45.59 g·L⁻¹逐渐降低至45.27 g·L⁻¹,缓解了膜污染,膜通量下降速率减缓到0.42 L·(m²·h·d)⁻¹。在整个运行阶段,AnMBR对毒性物质氨氮具有良好的耐受能力,尽管体系内氨氮质量浓度高达2 600 mg·L⁻¹,VFA/ALK始终低于0.04,表明AnMBR不仅对外界环境变化有着较好的缓冲能力,而且对消化体系的内源性抑制因素也有着良好的耐受能力。综上,AnMBR在处理餐厨废水时表现了良好的处理性能和稳定性能。     

多级冷冻工艺对高盐高浓度有机废水的处理效果及去除机理

探索了冷冻结晶工艺去除高盐高浓度模拟有机废水的影响因素,将多级冷冻工艺应用于模拟废水和实际废水。结果表明：在其他因素固定的条件下,结冰率越高,有机物去除率和脱盐率就越低;冷冻温度越低,有机物去除率和脱盐率越低;有机物去除率和脱盐率随初始盐浓度或初始COD的增大而降低;冷冻接触面积越大,有机物去除率和脱盐率越高。初始COD为 8 000.0 mg·L⁻¹,初始盐浓度为8 000.0 mg·L⁻¹的模拟废水在4级冷冻后,COD和含盐量分别降低至240.0 mg·L⁻¹和516.9 mg·L⁻¹,去除率分别为97.0%和93.5%。初始COD为55 690.0 mg·L⁻¹,初始盐浓度为54 648.9 mg·L⁻¹ (以NaCl计)的实际化工废水在经过6级冷冻处理后,COD和含盐量分别降低至491.3 mg·L⁻¹和983.3 mg·L⁻¹,有机物去除率为99.1%,脱盐率为98.2%,可达到市政管网的接管要求。上述研究结果为高盐高浓度有机废水的处理提供了新的解决方案。     

NaCl电解氧化吸收液脱除烟气中的NOx

研究了NaCl质量浓度、电解时间对电解生成有效氯组分的影响,并以NaCl电解液作为氧化吸收液在自制的小型鼓泡喷淋吸收塔中进行模拟烟气脱硝实验,进一步研究了有效氯质量浓度、反应体系pH和温度对脱硝效果的影响,同时分析了脱硝机理。结果表明：有效氯质量浓度随着NaCl质量浓度和电解时间的增加逐渐增加,电解反应的主产物是ClO⁻。NO_x去除率随着有效氯质量浓度增加而升高;氧化体系酸度和温度增高有利于NO氧化,但不利于NO_x吸收去除。当烟气流量为2 L·min⁻¹,NO初始质量浓度为1 340 mg·m⁻³,吸收液有效氯初始质量浓度为2.5 g·L⁻¹,反应体系pH为5,温度为30 ℃时,NO的转化率可达91.1%,NO_x去除率可达78.9%,且能在该条件下长时间保持较高的烟气脱硝效果。本研究结果可为低温湿法氧化脱硝技术的工业化应用提供参考。     

电脱盐废水电絮凝破乳分离机制及工艺优化

为降低电脱盐废水污染物含量并去除顽固有机物,采用Fe和Al电极对电脱盐废水进行电絮凝预处理,采用气相色谱-质谱(GC-MS)、紫外可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(3D-EEMs)和共存离子检测等方法对电絮凝破乳分离机制进行分析,利用响应曲面方法(RSM)对电絮凝处理工艺进行优化。结果表明,电絮凝处理电脱盐废水15 min后,几乎检测不到碳数＞11的有机物;反应20 min后,电脱盐废水在266 nm处紫外特征吸收值降低了55%,而电脱盐废水的2个特征荧光峰并未明显改变;反应20~25 min时,Ca²⁺、Mg²⁺、Cl⁻的去除率达到最高,但Cl⁻浓度随后又有所升高,显示出体系中发生了氧化还原反应;采用Fe电极处理电脱盐废水时,化学需氧量(COD)去除率和总油去除率均与反应时间、电流密度符合二次回归模型,电流密度对污染物去除率的影响更为显著;电絮凝处理电脱盐废水的最优反应条件为电流密度4.2 mA·cm⁻²、反应时间25.4 min,此时COD去除率与总油去除率的模型预测值分别为80.8%和93.5%。可以推断,电絮凝以电场破乳、絮凝、气浮、氧化等耦合作用实现了电脱盐废水的高效破乳除油。本研究结果可为电絮凝技术处理电脱盐废水的规模化应用提供参考。     

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。     

臭氧催化氧化-BAF组合工艺深度处理抗生素制药废水

针对抗生素制药废水组分复杂、毒性强、难生物降解的特点,以Ce负载天然沸石作为催化剂(Ce/NZ),采用臭氧催化氧化-曝气生物滤池(BAF)组合工艺对抗生素制药废水二级生化处理出水进行深度处理。结果表明,Ce/NZ催化剂可显著改善臭氧预处理单元的处理效率,在臭氧进气浓度为50 mg·L⁻¹、臭氧进气量为600 mL·min⁻¹、催化剂用量为1 g·L⁻¹、臭氧反应时间为120 min的条件下,臭氧催化氧化预处理对抗生素制药废水的COD去除率达到43%,平均COD由220 mg·L⁻¹降至125 mg·L⁻¹,BOD₅/COD由0.12升至0.28,废水的可生化性得到显著提高。臭氧预处理单元出水采用BAF进行生化处理,在进水平均COD为125 mg·L⁻¹、平均NH₄⁺-N为12 mg·L⁻¹、水力停留时间为4 h、气水比为4∶1的条件下,COD和NH₄⁺-N的平均去除率分别为62%和64%。组合工艺处理后出水平均COD和NH₄⁺-N分别为46 mg·L⁻¹和4.1 mg·L⁻¹,出水水质可以稳定达到《发酵类制药工业水污染物排放标准》(GB 21903-2008)。相较于单独BAF工艺,组合工艺出水COD和NH₄⁺-N平均去除率分别提高了66%和15%,出水水质明显优于单独BAF工艺出水。     

基于kintecus模型的紫外/次氯酸降解MC-LR的自由基稳态浓度及反应动力学模拟

蓝藻代谢产生的微囊藻毒素-LR(MC-LR)会污染饮用水源,并对人类健康构成威胁。紫外/次氯酸技术能产生氯自由基(Cl·)和羟基自由基(HO·)等强氧化性物质来降解MC-LR。但该技术的最优参数尚不可知,已报导的实验结果仅能提供部分参数,亟需通过数值模拟来确定更多重要参数。因此,采用kintecus化学动力模型模拟了先前报导过的实验数据并对未报导数据进行了预测。结果表明,模型预测值与实验值的变化趋势一致,误差在1.5倍以内。在pH为6时,紫外/次氯酸技术对MC-LR的降解效果最好,7 min左右降解率可达到90%。HO·和Cl·的稳态浓度分别为6.59×10⁻¹⁴ mol·L⁻¹和1.22×10⁻¹⁴ mol·L⁻¹,与原文献实验结果较为吻合(7.89×10⁻¹⁴ mol·L⁻¹,0.93×10⁻¹⁴ mol·L⁻¹)。在次氯酸添加量超过40 μmol·L⁻¹之后,降解效果提升并不明显。当紫外光波长由257.7 nm增加到301.2 nm时,MC-LR的表观降解速率常数由5.07×10⁻³ s⁻¹下降到4.69×10⁻³ s⁻¹,下降了7.5%。而在波长为257.7 nm、pH由6提升至8时,表观降解速率常数由5.07×10⁻³ s⁻¹下降到3.84×10⁻³ s⁻¹,下降了24%。因此,改变pH对降解效率的影响大于改变紫外光波长的情况。     

电絮凝处理腐殖酸过程中阳极钝化影响因素分析

针对电絮凝(electrocoagulation,EC)处理腐殖酸(humic acid,HA)过程中电极易发生钝化,造成处理效能下降的问题,主要探究了阳极表面粗糙度、初始pH、初始HA浓度对于铝阳极钝化的影响,随后通过检测溶液中残留Al³⁺浓度和阳极板表面形貌,进一步分析了HA浓度对于铝阳极钝化发展的影响机制。结果表明：铝阳极钝化程度与阳极板表面算数平均粗糙度(arithmetic mean roughness,Ra)呈负相关,随着Ra从2 055 nm下降到270 nm,阳极板的电荷转移电阻(charge transfer resistor,Rct)从1 174.0 Ω·cm²增大到1 481.2 Ω·cm²;当溶液初始pH从3 提高到 7 时,极板的Rct从461.0 Ω·cm²增大到1 120.2 Ω·cm²,而当pH继续升高到 9 时,极板的Rct下降到169.5 Ω·cm²;铝阳极钝化程度随溶液初始HA浓度呈现先减小后增大的规律。HA的质量浓度从0 mg·L⁻¹ 提高到20 mg·L⁻¹ 时,对应极板的Rct从1 536.4 Ω·cm²减小到932.9 Ω·cm²,HA的质量浓度进一步上升至200 mg·L⁻¹时,对应极板的Rct又从932.9 Ω·cm²增大到1 403.2 Ω·cm²。本研究结果可为EC在实际应用中抑制阳极钝化提供参考。     

炭砂滤池对农村饮用水中浊度及细菌的去除效果

粗滤-炭砂过滤是简单实用的农村水处理工艺。通过中试装置,检测了滤池对浊度、细菌总数和大肠杆菌的去除效果,研究了炭砂滤池出水安全性。结果表明：炭砂滤池能进一步降低粗滤池出水浊度,并将其控制在0.7~2.2 NTU;砂层作为保证出水浊度的屏障,其浊度去除率在炭层基础上可再增加11.1%;炭砂滤池对大肠杆菌的平均去除率随着滤速的降低而增大,且该差异主要是由炭层贡献的;当滤速为5 m·h⁻¹时,炭砂滤池对大肠杆菌平均对数去除率为0.79;但滤池运行过程中会产生微生物泄露的现象,对细菌总数基本无去除作用。因此,为保障出水的微生物安全性,炭砂滤工艺后须增加行之有效的消毒工艺。     

缓释铁源耦合气体扩散电极强化电芬顿降解环丙沙星

气体扩散电极(GDE)气液固三相界面可高效产生H₂O₂,但对铁离子还原能力较弱。针对这一问题,本文构建了一种基于缓释铁源的电芬顿体系(SRIS-EF),通过引入柱状铁棒与GDE电极协同作用加强体系的氧化能力。该体系旨在改进Fe²⁺投加方式,通过电场与溶液酸碱度协同作用持续生成Fe²⁺,提高羟基自由基(·OH)的生成和利用率,加速污染物的降解与矿化。以100 mg·L⁻¹环丙沙星(CIP)为目标物,通过定量分析体系内生成的主要活性氧化物质(ROS)表征其氧化能力,结果表明SRIS-EF能够持续生成更高浓度的·OH。对比了不同体系对CIP的矿化能力,发现SRIS-EF的TOC矿化率与常规EF相比提高了12.1%。此外,考察了SRIS-EF体系中柱状铁棒面积、初始pH、电流密度等因素对降解效能的影响,得出了SRIS-EF体系的最佳条件为：铁棒面积2.89 cm²,初始pH 3.00,电流密度30 mA·cm⁻²,在此条件下反应60 min即可被完全去除CIP,处理360 min后TOC去除率可达47.3%。还对体系中无机离子和小分子有机酸的生成情况进行了测定,检测出CIP内的N和F主要以NH₄⁺、NO₃⁻和F⁻形式释放,降解过程中生成了草酸、甲酸、富马酸和丙二酸等四种短链羧酸,其中甲酸浓度较高。研究证实了SRIS-EF体系在降解水中难降解有机污染物方面优异的氧化性能。