【摘 要】
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针对非甾体抗炎药（Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs,NSAIDs）在地表水以及水处理工艺中检出频繁的问题,本文以波长为365 nm的发光二极管（Ultraviolet-Light-Emitting Diode,UV-LED）作为紫外光源,通过活化双氧水（H2O2）、自由氯（Free Activated Chlorine,FAC）以及过二硫酸盐（PS）三种氧
【基金项目】
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东南大学优秀青年教师科学研究资助项目（2242019R40028）；
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针对非甾体抗炎药（Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs,NSAIDs）在地表水以及水处理工艺中检出频繁的问题,本文以波长为365 nm的发光二极管（Ultraviolet-Light-Emitting Diode,UV-LED）作为紫外光源,通过活化双氧水（H2O2）、自由氯（Free Activated Chlorine,FAC）以及过二硫酸盐（PS）三种氧化剂,对典型NASIDs药物非那西汀（Phenacetin,PNT）和扑热息痛（Acetaminophen,ACT）药物污染控制开展研究。考察了氧化剂投量、光照强度及p H等因素分别对UV365-LED/H2O2,UV365-LED/FAC和UV365-LED/PS三个系统降解NSAIDs的影响。结果表明:UV365-LED/H2O2系统中,在p H 3.0时ACT在60 min内去除率和kobs最大,分别为29.2%和5.9×10-3min-1。在p H 5.0时PNT的60 min去除率和kobs最大,分别为31.2%和6.0×10-3 min-1。UV365-LED/FAC系统中,p H 8.5时对污染物去除效能最大,15 min时PNT和ACT的去除率均达到100%,对应kobs分别为2.3×10-1和4.7×10-1 min-1。UV365-LED/PS系统中,p H 8.5时系统对污染物的去除效能最好,60 min内PNT和ACT均完全降解（100%去除）,对应kobs分别为1.8×10-1和1.2×10-1 min-1。通过电子顺磁共振法（ESR）和醇类抑制实验法对各系统中活性氧组分（ROS）进行定性和定量鉴定:结果表明UV365-LED/H2O2系统中主要ROS种类为羟基自由基（·OH）;UV365-LED/FAC系统中主要ROS种类为·OH、臭氧（O3）和活性氯自由基（RCS）;UV365-LED/PS系统中主要ROS种类为·OH、硫酸根自由基（SO4·-）、单线态氧（1O2）和超氧自由基（O2-·）。在UV365-LED/FAC系统中,降解PNT时,RCS所占的平均贡献率最大,为57.4%,而在降解ACT时,FAC贡献率最大,平均为51.3%。但在UV365-LED/PS系统中,SO4·-的平均贡献率最大,在降解PNT和ACT时分别为52.9%和53.0%。进一步对系统的矿化率研究,发现三个系统中矿化率均远小于污染物去除率。UV365-LED/FAC系统在p H 8.5的情况下,经预氧化后消毒副产物的浓度和毒性均明显下降,而p H 5.5和7.0时,经过UV365-LED/PS系统预氧化后,消毒副产物的浓度和毒性均有大幅下降。通过经济性分析,在UV365-LED/H2O2、UV365-LED/FAC和UV365-LED/PS系统中EE/O值的范围分别为1.80～2.97、0.046～0.086和0.089～0.137 k Wh/m3/order,表明UV365-LED活化氧化剂工艺可以很好的运用在实际的水处理工程中。
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