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十二烷基苯磺酸钠(SDBS)是一种典型的表面活性剂,进入水体会产生大量不易消失的泡沫悬浮在水体表层,封锁水气界面,使水体自净受阻,长期暴露对水生生物会产生严重的危害。阿特拉津(ATZ)是一种常用的除草剂,对水体低等动物毒性极大,即使低浓度长期暴露也会对生物体的内分泌系统产生干扰。目前,可高效去除这两种污染物的废水处理技术,特别是高级氧化技术已成为研究热点。基于硫酸根自由基的高级氧化技术近年来引起了研究者的极大关注。零价铁(Fe0)既可以用作环境中污染物的还原剂,又具有吸附、共沉淀等功能,与过氧化氢、亚硫酸盐、过硫酸盐等联合发生反应氧化降解污染物已有较多研究,同时,高锰酸钾(PM)及其还原产物(如Mn4+、Mn3+、Mn2+等)可通过活化过硫酸盐(PS)或与零价铁联用处理某些难降解有机污染物,然而有关零价铁联合高锰酸钾活化过硫酸钠去除污染物的研究很少。本文利用Fe0-PS-PM工艺去除SDBS和ATZ模拟废水,通过单因素试验和正交试验确定了Fe0-PS-PM工艺对模拟废水的最佳工艺条件。设置PS、PM、Fe0、PS-PM、Fe0-PM、Fe0-PS和Fe0-PM-PS七组对照试验,根据污染物降解情况,利用电子显微镜-X射线能谱仪(SEM-EDS)对比Fe0和Fe0-PM-PS体系反应后Fe0颗粒的表面形态和元素组成,利用X射线衍射仪(XRD)分析了Fe0-PM-PS体系反应后产生的絮凝物晶相成分,初步探究了Fe0-PS-PM工艺对污染物的降解机理。得到的主要研究结果如下:(1)Fe0-PS-PM工艺降解SDBS的单因素试验结果表明:Fe0浓度、PM浓度、PS浓度、pH以及PM-PS的投加次数对SDBS模拟废水CODCr、TOC的去除率都有影响。当Fe0浓度从5 g/L增大至13 g/L时,CODCr降解率从39.1%提高至最大值86.0%,最大值比不加Fe0的体系增加53.1%;当Fe0浓度继续增大至20 g/L时,CODCr降解率降低至80.7%。PM浓度从5 mmol/L增大至15 mmol/L,CODCr降解率从82.7%提高至最大值96.3%,比未加PM体系高26.1%;PM浓度继续增大至25 mmol/L出水CODCr降解率降至79.9%。PS浓度从5 mmol/L增大至10 mmol/L,CODCr降解率从48.3%提高至最大值95.8%,比未加PS体系高39.6%;PS浓度继续增大至25mmol/L出水CODCr降解率降至86.3%。CODCr去除率在pH酸性条件下中明显优于碱性条件,当模拟废水不调节pH(约8.55)时去除率为98.3%。在相同的PM-PS投加量下,CODCr去除率随着投加次数的增多而增大,在投加次数为4时,CODCr去除率达到98%,比一次性投加高47%。正交试验结果表明,在不调节模拟废水pH的情况下,零价铁和过硫酸钠浓度对SDBS去除效果显著,各因素影响程度排序为:Fe0投加量>PS浓度>投加次数>PM浓度,最佳Fe0投加量13 g/L,PM浓度15mmol/L,PS浓度10 mmol/L,投加次数为4。(2)Fe0-PM-PS工艺降解ATZ模拟废水的单因素(pH、Fe0浓度、PS浓度、PM浓度、投加次数)试验结果表明:ATZ在酸性条件下有较好的降解效果,酸性越强,ATZ降解率越高,原水不调pH时,ATZ降解率为80%;当Fe0浓度从0 g/L增大至10 g/L时,ATZ降解率增至最大值为90.4%,在Fe0浓度为12.520 g/L时,ATZ降解率从88.6%逐渐降低至78.3%;当PS浓度从0 mmol/L增大至10 mmol/L,ATZ降解率增至最大值94.4%,PS浓度继续增大至20 mmo/L,降解率无明显增加;PM浓度为2.5 mmol/L时,ATZ降解率达到90.1%,PM浓度继续增大至20 mmo/L,降解率并无明显增大且反应速率常数k变化不大;PM-PS的投加次数3时比一次性投加去除率高17.6%。ATZ的降解符合准一级动力学方程。当pH为8.15(不调节pH)时,ATZ浓度随时间变化的相关系数R2最高,同时反应速率常数为0.01462 min-1。正交验结果表明,当PM-PS的投加次数为3时,pH和高锰酸钾浓度对ATZ降解影响显著,各因素影响程度排序为:pH>PM浓度>PS浓度>Fe0投加量,最佳工艺条件为:pH为5,PM浓度为2.5 mmol/L,Fe0投加量10 g/L,PS浓度10 mmol/L。(3)Fe0、PM、PS联用在SDBS或ATZ的去除过程中存在协同效应,其去除机理主要是氧化还原降解,同时伴有吸附沉淀。应用Fe0-PM-PS工艺处理其他难降解、有毒有害的废水具有很好的前景。