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预氧化技术常用于水厂的前端处理中,通过投加化学氧化剂处理水源中的微污染有机物。由于对水中微污染物剩余量的测定较为繁琐,且目前缺乏在线监测微污染物去除率的方式,因此十分有必要开发一种或几种替代参数来指征预氧化过程中微污染有机物的去除效能。本论文分别探究了腐殖酸配置的模拟水体以及实际水体被不同氧化剂预氧化后各种水质参数(吸光度UV254、供电子能力EDC、生物可同化有机碳AOC和三维荧光等)的变化规律,解析预氧化过程中氧化剂与天然有机物以及微污染有机物的反应机理,进而建立可靠的替代参数(UV254、EDC)以指征不同氧化剂在预氧化过程中典型微污染有机物的去除效能。高锰酸钾(KMnO4)预氧化过程中EDC会大幅下降,而UV254下降不明显。KMnO4氧化结合强化混凝时UV254和EDC的下降幅度大于KMnO4单独氧化时的情况。在模拟水体中KMnO4单独氧化对降解UV254的贡献率为10-30%,实际水体中KMnO4单独氧化对降解UV254的贡献率为70%左右。KMnO4预氧化工艺能提高水体的可生化性,经KMnO4氧化后实际水体AOC增加了3.5倍。KMnO4预氧化工艺适用于较宽泛的pH范围,在不同pH条件下KMnO4氧化对于微污染有机物的去除效率相近。在KMnO4预氧化过程中UV254和EDC的相对剩余量与微污染有机物去除率之间均具有较好的线性相关性,且斜率大小顺序符合微污染有机物和KMnO4的二级反应速率常数。经过对比发现,EDC比UV254更适合作为替代参数来指征KMnO4预氧化过程中微污染物的去除效能。臭氧(O3)预氧化过程中的UV254会大幅下降,而EDC下降不明显。添加叔丁醇(t-Bu OH)时UV254和EDC的下降幅度大于不添加t-Bu OH时的情况。经O3氧化后水样的三维荧光去除了55%左右。O3预氧化工艺能提高水体的可生化性,经O3氧化后实际水体AOC增加了2.5倍。pH对臭氧预氧化工艺的氧化效能有一定的影响,中性和碱性条件下O3氧化微污染有机物的能力较强。在O3预氧化过程中UV254和EDC的相对剩余量与微污染有机物去除率之间均具有良好的线性相关性,且斜率大小顺序符合微污染有机物与O3和羟基自由基(·OH)的二级反应速率常数。经过对比发现,UV254比EDC更适合作为替代参数来指征O3预氧化过程中微污染物的去除效能。亚铁活化过一硫酸盐体系(Fe(Ⅱ)/PMS)是以产生自由基为主的氧化体系,该体系在氧化过程中能同时产生SO4·-和·OH(以SO4·-为主)。而通过氨三乙酸络合的二价锰活化过一硫酸盐体系(Mn(Ⅱ)/NTA/PMS)是一种涉及非自由基氧化机理的氧化体系,中间价态锰贡献了主要的氧化作用。Fe(Ⅱ)/PMS体系预氧化过程中UV254和EDC同时大幅度下降。Mn(Ⅱ)/NTA/PMS体系预氧化过程中EDC大幅度下降,而UV254下降不明显。Fe(Ⅱ)/PMS体系和Mn(Ⅱ)/NTA/PMS体系预氧化均可使水体的可生化性增加,经预氧化后水样AOC提高了1~3倍。pH对两种体系的预氧化工艺的氧化效能有较大的影响,酸性和中性条件下Fe(Ⅱ)/PMS体系和Mn(Ⅱ)/NTA/PMS体系氧化微污染有机物的能力较强。Fe(Ⅱ)/PMS体系的氧化具有非选择性,能较好地氧化除硝基苯外的其他典型微污染有机物;Mn(Ⅱ)/NTA/PMS体系的氧化则具有较高的选择性,对于酚类物质、磺胺类药物以及杂环类物质的去除效果较好。在铁、锰活化过硫酸盐预氧化过程中UV254和EDC的相对剩余量与微污染有机物去除率之间均具有良好的线性相关性。对于Fe(Ⅱ)/PMS体系,UV254和EDC都可以作为合适的替代参数用于评估预氧化过程中微污染有机物的去除效率。对于Mn(Ⅱ)/NTA/PMS体系,EDC比UV254更适合作为替代参数来指征预氧化过程中微污染物的去除效能。不同氧化剂对于水体中的UV254和EDC均有一定的降解效果,但幅度各不相同,具体表现为:O3和Fe(Ⅱ)/PMS体系对于UV254的降解效果最好,Mn(Ⅱ)/NTA/PMS体系次之,KMnO4氧化对于UV254的去除效果最差;KMnO4和Mn(Ⅱ)/NTA/PMS体系氧化时EDC的下降幅度较大,Fe(Ⅱ)/PMS体系次之,O3氧化时EDC的下降幅度最小。表明了在KMnO4和Mn(Ⅱ)/NTA/PMS体系氧化实际水体的过程中,NOM的给电子部分容易被破坏,而紫外线吸收部分则更加牢固;而对于O3和Fe(Ⅱ)/PMS体系氧化实际水体的过程中,NOM的紫外线吸收部分容易被破坏,而给电子部分则更加牢固。综上所述,这些结果表明,UV254和EDC可以作为替代参数指征不同氧化剂在预氧化过程中微污染有机物的去除效能,通过替代参数指征联合在线监测的方式,可以更好地指导不同预氧化剂在水处理中氧化降解微污染有机物的应用。