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臭氧/过氧化氢复合氧化法是以单一高级氧化(臭氧)为基础的复合联用高级氧化技术,与臭氧氧化类似,它既包括臭氧分子对有机物的直接氧化,也包括羟基自由基对有机物的间接氧化,而从氧化电极电位看来,羟基自由基(2.80V)高于臭氧(2.07V),二者均为强氧化剂,臭氧氧化时H2O2的加入可以很好的促进其加速分解产生羟基自由基,O3、H2O2两者形成协同作用,大大提升了氧化效率。因此,臭氧/过氧化氢氧化法可较好地处理难降解有机废水。本文主要研究了单独H2O2氧化、单独O3氧化及O3/H2O2复合氧化双酚A、(邻-、间-、对-)氨基苯磺酸、(邻-、间、对-)硝基苯胺等23种难降解有机物的色度降解效果及TOC降解效果,以过氧化氢投加量的梯度变化(1mL、2mL、4mL、8mL)为变量,分析计算臭氧与不同量过氧化氢复合氧化的色度降速率常数(Kcolor)和TOC降解速率常数(KTOC),并分别探讨有机物的量子化学结构描述符与Kcolor和KTOC的相关性,同时构建Kcolor和KTOC的2D-QSAR模型以及Kcolor的3D-QSAR模型。总体得出如下结论:(1)基于有机物的色度降解效果,分析发现三种氧化方法的氧化能力关系为:单独H2O2氧化<<单独O3氧化<O3/H2O2复合氧化。过氧化氢氧化有机物的色度降解率较低,降解效果随着过氧化氢投加量的增加而增加,最高平均降解率为5.86%;单独臭氧氧化及臭氧/过氧化氢复合氧化有机物的色度降解率结果较好,反应60min后,23个有机物中有21个的色度降解率超过80%。O3氧化及O3/H2O2复合氧化的23个有机物的色度降解过程符合拟一级反应动力学模型。(2)有机物的TOC降解率总体低于色度降解率。单独H2O2氧化无法降解有机物TOC;臭氧/过氧化氢复合氧化有机物的TOC降解率随着过氧化氢投加量的增加而增加,单独O3氧化有机物的TOC降解率介于4.69%45.45%之间,O3+8mL H2O2氧化有机物的降解率介于10.16%58.88%之间,说明过氧化氢对臭氧氧化有促进作用。与O3氧化及O3/H2O2复合氧化有机物的色度降解相同,其TOC降解也符合拟一级反应动力学模型。(3)有机物的降解速率随着过氧化氢投加量的增加而提高,但投加量从4mL增至8mL时,色度及TOC的降解增长速率均有所减缓,证明过氧化氢需适量投加,过量的过氧化氢反而会与有机物竞争消耗氧化剂。(4)利用Gaussian09和Material Studio7.0优化有机物的分子结构并计算其21种量子化学结构描述符,分析降解速率常数与分子结构描述符间的相关性,结果表明:Fukui(-)max、Fukui(+)max、Fukui(0)max、q(C-H)max与色度降解速率常数Kcolor8相关性较大,其中Fukui(-)max、Fukui(+)max、Fukui(0)max与Kcolor8呈负相关性,q(C-H)max与Kcolor8呈正相关性。BOmax、q(C-H)ave、qHmin与臭氧/过氧化氢氧化23个有机物的降解速率常数KTOC8具有较大的相关性,其中BOmax与Kcolor8呈负相关性,q(C-H)ave、qHmin与Kcolor8呈正相关性。(5)利用SPSS中的步进多元线性回归(MLR)法分别建立色度降解动力学和TOC降解动力学的最优模型:色度降解速率的最优Kcolor8模型为Kcolor8=36.641+0.536μ+225.357 q(C-H)ave-137.656 qHmax-235.093f(+)max,该模型的R2=0.891,内部验证q2=0.681,外部验证Q2ext=0.945;TOC降解速率的最优KTOC8模型为KTOC8=1.608-0.624BOmax-1.701q(C-H)max+0.117ELUMO-0.061EGAP,该模型的R2=0.684,内部验证q2=0.585,外部验证Q2ext=0.966。且经过内外部验证、t验证、Fisher验证以及Y随机验证确认了模型稳定性及较好的预测能力。(6)利用SYBYL-X构建3D-QSAR模型并结合有机物的三维等势图分析场对有机物色度降解速率的影响,结果如下:以16种有机物的反应动力学常数Kcolor8为因变量,以有机物分子结构参数作为自变量,构建了12组CoMSIA模型经验证均具有稳定性和良好预测性,从中随机选取的模型7进行分析讨论,该模型的R2=0.980,内部验证q2=0.598,外部验证Q2ext=0.781。CoMSIA模型结果显示,静电场和氢键受体场对色度降解速率的贡献率相对较大。