【摘 要】
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近年来,基于紫外光活化自由基的类芬顿高级氧化技术受到了广泛关注,该技术可以有效去除污水中难降解的有机污染物。二级生化出水有机物(Effluent Organic Matter,EfOM)是城市
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近年来,基于紫外光活化自由基的类芬顿高级氧化技术受到了广泛关注,该技术可以有效去除污水中难降解的有机污染物。二级生化出水有机物(Effluent Organic Matter,EfOM)是城市污水处理厂经生化处理后剩余的难降解溶解态有机物质中的最重要组成部分,也是影响二级出水排放的主要限制因素。因此,本论文借助紫外光活化四种不同的氧化剂来对EfOM进行深度处理,研究了该工艺去除新型难降解微有机污染物的最佳反应参数和反应机制,为工程应用提供了理论基础和技术支持。同时,还使用了不同的光谱表征方法来深度探究EfOM中的有机物组成。首先,构建以苯甲酸(BA)、对氯苯甲酸(p-CBA)和1,4-二甲氧基苯(DMOB)为目标污染物,使用四种典型的氧化剂(过一硫酸钾,过二硫酸钾,过氧化氢和次氯酸钠)和紫外线(UV)联合处理EfOM中难降解污染物的类芬顿高级氧化技术。根据前期的文献调研,首先使用氧化剂浓度为0.588 mM来进行降解,证明了四种氧化剂对模型污染物有降解效果,之后优化氧化剂初始浓度,最终确定在氧化剂浓度为2.352mM,pH为7.90,光功率密度为1.217mW/cm2条件下降解效果最佳。此外,UV/氧化剂降解模型污染物符合伪一级反应动力学,使用竞争动力学的方法来确定UV/氧化剂体系中的最主要活性物质,证明了自由基(HO·,SO4-·ClO·)分别是其氧化体系中的主要活性物质,并确定了自由基与EfOM的二级反应速率常数分别为(5.027±0.643)×102(SO4-·),(3.192±0.153)×104(HO·)和1.35×106(ClO·)(mg-C/L)-1s-1。此外,还引入了Rct的概念评估了自由基在氧化体系中的贡献占比。最后,采用多种光谱学方法对其中有机物的结构组成和性质变化进行了表征,表征结果显示EfOM的主要组成为类蛋白质、类富里酸和类腐殖酸等有机物质,它们的优先氧化顺序为类腐殖酸>类蛋白质>类富里酸,降解性能优劣顺序为类富里酸>类腐殖酸>类蛋白质。
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