印染污泥属于广东省的严控废物,其排放量居工业污泥之最,急需进行有效的无害化处理处置。染料是印染企业生产过程中使用的主要化学原料,其中含有多种持久性有机物,包括多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)。没有被利用的染料成分等最终会进入印染废水中,在废水处理过程中极易吸附在污泥中,对后续处理处置影响很大。超声-芬顿(US-Fenton)联合技术作为有效的降解技术,可对PAHs进行原位消减,以达到无害化目的。本文采用US-Fenton技术处理印染污泥,通过分析污泥中典型PAHs在降解过程中的产物,以探讨典型PAHs对活性自由基的竞争关系和降解途径及机理。本文通过对采集的污泥样品进行萃取处理,以去除大量PAHs和部分有机物,从而建立模拟污泥体系,以去除其他有机污染物对PAHs降解实验的影响。采用US-Fenton技术对模拟体系中PAHs进行降解实验,分别考察单一PAH的降解对比、根据环数分组PAHs的竞争降解以及PAHs自身的理化性质对降解竞争力的影响,探讨了PAHs在US-Fenton作用下降解竞争机理。此外,通过对三种PAHs降解产物的检测,推测出PAHs在US-Fenton作用下的反应机理和降解途径。实验结果表明:模拟污泥体系虽有部分有机质在处理时被去除,但其的结构与原污泥相似,能在PAHs竞争关系的研究中有效地吸附PAHs,起到关键作用。PAHs在模拟污泥体系的吸附总效率为79.95%,3、4、5环的回收率分别为71.80%、79.69%、88.37%。单一实验中,所有的PAHs都能在45 min时基本完全降解,且以3环的PAHs降解最快。在分组实验中,3环、4环和5环的降解快慢由高到低依次为:苊>芴>蒽>菲、苯并(a)蒽>芘>荧蒽>?和苯并(a)芘>二苯并(a,h)蒽>苯并(k)荧蒽>苯并(b)荧蒽。其中,苊、芴、苯并(a)蒽、芘和苯并(a)芘分别在各组中表现出对自由基有着极强的竞争力,分别在60 min时取得了88.64%、84.87%、82.50%、85.10%和81.80%的降解效果。在理化性质对竞争降解的影响实验中,发现PAHs的水溶性和反应活性对PAHs的竞争力有影响。其中,分别水溶性影响着PAHs与·OH自由基接触的效率,而反应活性则影响着反应的效率与反应进行的快慢。在此基础上,苊和苯并(a)芘在反应中对自由基竞争力最强,因为苊具有较强的水溶性,而苯并(a)芘则具有较强的反应活性,如能克服苯并(a)芘的疏水性,在体系中苯并(a)芘将表现出较强的竞争力。在US-Fenton的作用下,检测出萘、苊和苊烯的降解产物以醌类物质、酚类物质和酸类物质为主。得出了萘、苊和苊烯的降解途径,都分为两个阶段。其中萘、苊和苊烯在第一阶段是发生苯环上的H取代反应,苊和苊烯在第一阶段发生的是进行侧链基团的氧化取代反应。第二阶段反应则都是醌基断链及完全矿化。在US-Fenton体系中,酚类物质加入到Fenton反应当中,为三价铁离子提供电子充当电子转移介质,生成醌类物质和亚铁离子,以补充反应中所消耗的亚铁离子,从而加强反应的进行。