日光/氯氧化体系降解阿特拉津的效能及机理研究

以日光/氯作为研究体系，考察了其对典型除草剂阿特拉津(ATZ)的降解效能。研究了初始氧化剂NaClO浓度、pH、阴离子浓度(CO₃^2-/HCO₃^-和Cl^-)、天然有机物(NOM)对ATZ降解的影响。结果表明，在酸性条件下ATZ的降解受到促进作用，这是由于体系中产生的活性成分(O₃、HO·、RCS)会加快体系反应的进行；而在碱性条件下ATZ的降解受到明显抑制作用，阴离子和天然有机物的存在均会抑制ATZ的去除，这主要是由于其与ATZ竞争自由基反应造成的。测定了8种氧化产物，推测ATZ的降解路径主要是通过电子转移反应、夺氢反应和加成反应这3种途径降解。急性毒性实验表明ATZ在降解过程中毒性减小。     

TiO2作用下土霉素的可见光敏化降解

研究了二氧化钛(TiO₂)存在时土霉素(OTC)在可见光下的降解。结果表明：单独可见光照下,OTC的光解效率随着pH的升高而逐渐增大。可见光和TiO₂的联合能显著促进OTC的降解,这主要归因于OTC的自光敏化作用。淬灭实验表明,在可见光/TiO₂体系中,超氧阴离子自由基(O₂^·-)和羟基自由基(·OH)能够氧化降解OTC,且O₂^·-是主要的活性物种。OTC初始浓度会影响其在可见光/TiO₂体系中的降解,过高或过低的OTC浓度都不利于其自身的去除;但是TiO₂用量的增加却能逐渐提高OTC的降解效率。     

新型过碳酸盐降解水中苯酚的效能和机理研究

过碳酸盐是H₂O₂和Na₂CO₃的固体加合物，与H₂O₂相比有着相同的功能优势，但更容易储存和运输，因此近年来得到水处理界越来越广泛的关注。本文利用Fe²⁺活化过碳酸钠(SPC)降解水溶液中典型目标污染物苯酚，研究了降解效能、反应机理以及环境影响因素。结果表明，Fe(Ⅱ)/SPC体系对于苯酚有着良好的去除效果：在pH=5、SPC投加量为4 mmol/L、Fe(Ⅱ)投加量为1.5 mmol/L条件下，20 min就可将苯酚完全去除；通过自由基探针试验、自由基淬灭实验，确定了Fe(Ⅱ)/SPC体系存在·OH、O₂^·-、CO₃^·-和¹O₂，且·OH是Fe(Ⅱ)/SPC体系降解苯酚的主要活性物种，O₂^·-和CO₃^·-也部分参与...     

氮掺杂多孔污泥炭活化过二硫酸盐降解橙黄Ⅱ

以市政污泥为碳源、碳酸氢钾为活化剂、尿素为氮源,制备了氮掺杂多孔污泥生物炭(NKBC),并采用N₂吸附-脱附实验、SEM、XRD、XPS对其比表面积、表面特征进行了系列表征与分析,结果表明,NKBC具有较大的比表面积,由于N负载于NKBC孔道内,其表面褶皱、缺陷较多,活化位点较多。将NKBC用于活化过二硫酸盐(PDS)降解橙黄Ⅱ,考察NKBC/PDS体系降解橙黄Ⅱ的性能,结果表明,在加入PDS 20 min后,NKBC/PDS体系对橙黄Ⅱ的降解率高达99.7%;该体系可在较宽pH范围(3～11)及常见阴离子存在条件下发挥作用。自由基猝灭实验和EPR光谱结果表明,NKBC/PDS体系降解橙黄Ⅱ的主要活性物种有·OH、SO₄^·-和¹O₂,且以¹O₂为主。该研究所构建的NKBC/PDS体系可应用于染料废水的处理,实现“以废治废”的目标。     

紫外/亚硫酸钠体系对2,4,6-三溴酚的脱溴效果及机理

研究了紫外/亚硫酸钠（UV/SO₃^2-）体系对2,4,6-三溴酚（2,4,6-TBP）的脱溴效果及影响因素,分析了还原体系2,4,6-TBP的脱溴过程、降解机理及降解路径。结果表明：UV/SO₃^2-还原体系对2,4,6-TBP的降解效果明显高于单独UV体系;亚硫酸钠浓度、pH与反应温度均对还原体系目标污染物的降解影响显著。随着亚硫酸钠浓度升高、pH上升及反应温度提高,UV/SO₃^2-体系2,4,6-TBP的降解效果逐渐增加。准一级动力学方程可描述不同亚硫酸钠浓度与反应温度时还原体系对目标污染物的降解过程。水合电子捕获剂的添加可有效抑制2,4,6-TBP的脱溴反应;UV/SO₃^2-体系污染物还原降解速率与溴离子产生率均高于单独UV体系。还原体系中2,4,6-TBP在水合电子作用下逐级脱溴降解为低毒性物质。     

生物炭负载CuFe2O4催化过硫酸氢钾降解罗丹明B

采用柠檬酸络合法制备了尖晶石CuFe₂O₄改性生物炭(CuFe₂O₄@PBC)材料，利用XRD、SEM和XPS表征催化剂的形貌和结构。研究了不同因素对CuFe₂O₄@PBC催化过硫酸氢钾降解罗丹明B(RhB)的影响。分析结果表明，RhB初始浓度为10 mg/L，催化剂投加量为0.2 g/L,PMS浓度为0.5 mmol/L时，在中性(pH=7)条件下反应90 min可降解98.6%的RhB。CuFe₂O₄@PBC/PMS体系具有良好的pH适应能力和抵抗外界环境影响的能力。自由基猝灭实验分析证明¹O₂、O₂^·-和SO₄^·-是降解RhB的主要活性自由基。循环利用实验表明催化剂经过四次重复使用后仍然能够保持85%以上的降解率。     

响应曲面法优化卤水中硫酸根离子去除工艺

采用CaCl₂和BaCl₂依次沉淀法净化卤水中的SO₄^2-,采用基于Box-Behnken设计的响应曲面法,考察反应时间、反应温度、n(SO₄^2-)∶n(Ca²⁺或Ba²⁺)比例对SO₄^2-去除率的影响。结果表明,CaCl₂沉淀SO₄^2-的最优实验条件为：反应时间4 h,反应温度20℃和n(SO₄^2-)∶n(Ca²⁺)比例为1.18,BaCl₂沉淀SO₄^2-的最优实验条件为：反应时间6 h,反应温度25℃和n(SO₄^2-)∶n(Ba²⁺)比例为1.15,SO₄^2-浓度...     

UV/PMS、UV/PDS、UV/SPC工艺降解尼泊金甲酯

采用UV/过一硫酸盐(PMS)、UV/过二硫酸盐(PDS)和UV/过碳酸盐(SPC)三种工艺降解尼泊金甲酯(MeP)，通过电子顺磁共振技术鉴定了三种工艺中存在的自由基，考察了氧化剂投加量、pH、阴离子、NH₄⁺和HA对MeP去除的影响，通过竞争动力学的方法测定了MeP与SO₄^-·的二级反应速率常数及不同自由基对MeP去除的贡献，评估了不同氧化剂投加量下工艺的经济性，研究了不同工艺中有机物的矿化率和消毒副产物(DBPs)的生成。结果表明，三种氧化剂与UV联用都具有较好的协同效果，UV/PMS、UV/PDS和UV/SPC工艺降解MeP的拟一级动力学常数(k_obs)分别为0.1615、0.3868和0.0798 min^-1。SO₄^-·与MeP的二级反应速率常数为1.37×10⁹ L·mol^-1·s^-1。三种工艺中k_obs都随氧化剂投...     

水处理中臭氧氧化技术有机物氧化原理解析

随着我国大力推进生态文明建设,废水排放标准不断提高,O3氧化技术由于其较强的氧化性和脱色能力受到广泛关注。文章总结了O₃的基本性质及其在水中的分解过程,伴随产生的活性物种(O^·-、O₂^·-、O₃^·-O₃^·-、HO₂·、HO₃·、HO₂^-等)主要为·OH产生的链式反应传递者,起主要氧化作用的为·OH;阐述了O₃分子和·OH氧化有机物的反应历程和特点,即O₃分子通过环加成或亲电取代反应与不饱和有机物发生反应,与饱和有机物的反应速率极低;·OH通过攫氢反应氧化饱和有机物、通过羟基加成氧化不饱和有机物,反应速率均极快。文章为O₃氧化技术在废水深度处理领域的应用,如适用废水类型、后续处理单元选择、催化剂开发等方面提供了理论支持。     

Bi2WO6光催化联合过一硫酸盐降解橙黄Ⅱ

利用简便的水热法制备Bi₂WO₆光催化材料，研究光照条件下Bi₂WO₆活化PMS降解橙黄Ⅱ溶液的效果，考察了Bi₂WO₆投加量、PMS质量浓度、初始pH、共存阴离子及腐殖酸(HA)对降解效果的影响。采用XRD、SEM和FT-IR对材料的晶体结构、表面形貌及反应前后结构进行表征分析，结果显示该材料在反应后表现出良好的稳定性。当Bi₂WO₆投加量为0.6 g/L、PMS质量浓度为0.8 g/L、橙黄Ⅱ质量浓度为10 mg/L、pH为7.5时，反应60 min内橙黄Ⅱ的降解率超过97%。实验体系在弱碱性条件下的降解效果最佳。共存离子实验结果表明，溶液中的Cl^-能促进橙黄Ⅱ降解，NO₃^-对降解的影响不明显，SO₄^2-、HCO₃^-、H₂PO_...     

基于SO4·-的高级氧化技术对低生化性废水的预处理研究

高级氧化法是处理低生化性废水的一种有前途的技术。采用亚铁离子活化过硫酸盐(Fe²⁺/PS)体系预处理某低生化性制药废水。通过小试研究考察了pH、过硫酸钠、硫酸亚铁和PAC质量浓度对Fe²⁺/PS体系处理效果的影响及各影响因素的最佳参数。结果表明，pH对Fe²⁺/PS体系处理效果的影响最大，其次是硫酸亚铁质量浓度和过硫酸盐质量浓度，PAC质量浓度的影响可以忽略不计。综合考虑成本因素，各参数的最佳水平组合：pH≈7、硫酸亚铁、过硫酸钠、PAC质量浓度分别为1.0、0.3、0.03 g/L。通过ESR(电子自旋共振)测试和猝灭试验，确定反应体系中起主要降解作用的活性物种。结果表明，SO₄^·-活跃于Fe²⁺/PS反应体系中，并在反应体系中起主要作用。通过中试研究考察了Fe²⁺/PS反应体系处理前后废水COD、TOC、NH₃-N的变化。研究表明，经过处理后的废水，COD去除率为50%,TOC去除率为67%,NH_3...     

过氧乙酸高级氧化技术机理及影响因素研究进展

过氧乙酸高级氧化技术(PAA-AOPs)能原位产生羟基(·OH)、有机自由基(R—C·)、超氧自由基(·O₂^-和单线态氧(¹O₂)等高活性物质，可提高有机污染物的可生化性，甚至使其完全矿化。与传统水处理技术相比，PAA-AOPs具有操作简单、成本低和毒副产物少等优势，潜力巨大。对PAA-AOPs的反应机理、研究现状、特有性质和主要影响因素进行了全面分析。首先综述了光照、过渡金属和碳质材料等方式活化PAA的机理，并分析对比了三种活化方式的优缺点，然后对PAA-AOPs降解有机污染物过程中的优势活性物质、易反应结构和主要反应路径进行了总结；其次根据PAA-AOPs的工艺特点，系统阐述了pH、PAA浓度、Cl^-、CO₃^2-、NO₃^-和天然有机质(NOM)等因素对PAA-AOPs降解有机污染物的影响，并对其中的深层次机理进行了概述；最后在此基础上对该技术未来的研究方向进行了展望。     

紫外/过—硫酸盐工艺对水中除草剂Isoproturon的降解特性

探究了典型苯脲类除草剂异丙隆(Isoproturon,ISO)在紫外/过一硫酸盐(Ultraviolet/Peroxymonosulfate,UV/PMS)组合工艺下的降解特性。系统研究了在不同PMS浓度、UV强度、pH及不同常见水体背景离子(Cl^-、HCO₃^-、NH₄⁺和SO₄^2-)浓度下对该过程中ISO降解效果的影响并探讨了相关内在作用机制。结果表明,ISO的去除效率为：UV/PMS>>UV>PMS。PMS是一种不对称的氧化剂,可被UV激活产生强氧化性自由基(SO₄^·-和HO^·)从而可显著提高ISO的去除速率至80.09%,其降解符合拟一级动力学模型。PMS投加量和pH(5～9)的增加,大大加快了ISO的去除。背景离子实验表明,SO₄^2-对UV/PMS中的ISO降解无显著影响,而Cl^-     

热解时间对污泥生物炭活化过硫酸盐的影响研究

污泥热解制备生物炭是一种污泥有效处理处置与资源化利用方法。通过控制热解时间,调控污泥生物炭表面的活性位点,改变过一硫酸盐（PMS）体系中的活性物种组成,可实现环丙沙星（CIP）的高效降解。研究发现,热解温度为700℃、热解时间为120 min时,污泥生物炭具有较高的PMS活化性能,对CIP的去除率近90%。机理探究表明,¹O₂在体系中发挥主要作用。C==O、吡咯氮和—OH位点有利于¹O₂产生,C—O、吡啶氮、晶格氧和Fe位点促进·OH和SO₄^·-释放,石墨氮可促进PMS活化产生SO₄^·-。     

载体诱导HAP沉淀处理含PO43-废水效果分析

以含PO₄^3-配水为处理对象、CaCl₂为沉淀剂,得到无载体时PO₄^3-去除最佳条件;在最佳条件下,对比12种备选载体诱导HAP(Ca₅OH（PO₄）₃)沉淀效果,选出最佳载体;考察不同来源最佳载体的诱导沉淀效果,分析了载体成分对诱导沉淀除PO₄^3-、Ni²⁺、Pb²⁺效果的影响。结果表明,无载体时最佳沉淀条件为:pH为10.0、沉淀剂投加摩尔比为4∶1、平衡时间为80 min;添加10种载体后,反应平衡时间均显著减少,PO₄^3-去除率均提高,其中白云石诱导沉淀效果最佳;白云石中CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃含量与PO₄^3-平衡去除率呈正相关,Fe₂     

VUV/UV/NaClO工艺降解百里香酚协同效应及活性物质贡献

采用VUV/UV/NaClO与UV/NaClO工艺降解百里香酚(Tml)，以协同因子(R)为评价指标，探究了NaClO浓度和pH对Tml去除及协同效应的影响；以硝基苯(NB)和苯甲酸(BA)为探针化合物，确定了不同工艺中HO·和Cl·的稳态浓度及其与Tml的二级反应速率常数；并对比了两种工艺中不同物质对Tml降解的贡献。结果表明，VUV/UV/NaClO与UV/NaClO工艺降解Tml均符合拟一级反应动力学，其一级动力学常数k_VUV/UV/Cl和k_UV/Cl分别为0.0113 s^-1和0.00479 s^-1，且均与NaClO浓度呈正相关；VUV/UV/NaClO和UV/NaClO工艺对Tml的降解具有显著的协同效应，相应的协同因子(R_VUV/UV/Cl、R_UV/Cl)随NaClO的浓度的增加及溶液pH的增大均先增加再降低；当NaClO浓度为0.3 mg·L^-1和pH=7时，R_VUV/UV/Cl和R_UV/Cl达到最大值，分别为1.9和2.1，对应的协同增效为90%和110%。VUV/UV/NaClO和UV/NaClO工艺中HO·的贡献率分别为42.7%和37.6%，Cl·的贡献率分别为42.4%和28.5%。两种工艺中HO·和Cl·均为主要贡献物质。     

Fe(Ⅱ)/PS预氧化系统去除水中碘海醇研究

首先研究了碘海醇在Fe(Ⅱ)/PS高级氧化体系中的降解,包括其反应条件、影响因素及降解机理。然后考察了碘海醇在经过Fe²⁺/PS预氧化后与常规消毒剂(氯和氯胺)反应生成消毒副产物的情况。结果表明：单独Fe²⁺和单独PS均不能降解碘海醇,但Fe²⁺/PS体系可以将其快速降解。降解率在Fe²⁺与PS摩尔比为1时最大且与初始氧化剂浓度正相关,与初始碘海醇浓度、初始NOM浓度和初始pH负相关。氧化降解碘海醇的主要活性自由基为SO₄.^-而非.OH。经Fe²⁺/PS体系预氧化后,氯化产生的DBPs浓度高于氯胺化,而氯胺化产生的I-THMs浓度高于氯化。不论氯化和氯胺化,I-THMs和DBPs浓度均随着初始消毒剂浓度的增加而增加,随着初始碘海醇浓度和初始pH的增加先增加后降低。     

纳米零价铁/过硫酸盐去除2,4-二氯酚的动力学研究

为更好地理解纳米零价铁(nZVI)激活过硫酸盐(PS)的机制和动力学,基于Langmuir-Hinshelwood机理,结合nZVI/PS体系中主要的反应步骤对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的降解过程建立动力学模型。使用不同影响因素下(包括nZVI投加量、初始PS浓度和初始2,4-DCP浓度)PS,2,4-DCP浓度变化数据拟合动力学模型并确定速率常数,通过对速率常数的敏感性分析得到：2,4-DCP降解的整体反应动力学是由前体表面复合物内部发生电子转移反应形成硫酸根自由基SO₄^·-以及2,4-DCP被羟基自由基OH^·降解这两个过程来控制的。     

SO42-/TiO2/Al2O3型固体酸制备及催化合成醋酸丁酯

以共沉淀-浸渍法制备了SO₄^2-/TiO₂/Al₂O₃型固体酸催化剂,醋酸与正丁醇酯化反应作为探针反应,考察SO₄^2-/TiO₂/Al₂O₃型固体酸催化剂的催化性能,采用响应面法对制备催化剂过程中的陈化温度、硫酸浸渍液浓度和焙烧温度因素进行优化,通过XRD和IR对制备的固体酸催化剂进行表征。结果表明,在陈化温度-4 ℃、硫酸浸渍液浓度1.48 moL·L^-1和焙烧温度586 ℃条件下制得的催化剂催化性能最高,醋酸正丁酯酯化率可达98.1%,重复使用性良好。     

高铁酸盐体系中高价铁氧中间体对双酚A的降解研究

以典型内分泌干扰物双酚A(BPA)为目标污染物,研究了高铁酸钾[Fe(Ⅵ)]对其的去除效果及机理。通过高效液相色谱仪、离子色谱仪等手段考察了pH、Fe(Ⅵ)投加量和共存离子等因素对BPA去除效果的影响。结果表明,在pH为8.0、Fe(Ⅵ)与BPA浓度比为30∶1时,反应10 min后BPA的降解率达到81.5%。Cl^-、SO₄^2-、NO^-₃、HCO^-₃等共存阴离子未影响Fe(Ⅵ)体系的氧化能力,但Ca²⁺和Mg²⁺因加速了Fe(Ⅵ)自分解而抑制了BPA降解。通过淬灭实验对体系中的活性氧物种进行识别,Fe(Ⅵ)及其高价铁氧中间体Fe(Ⅴ)/Fe(Ⅳ)在氧化BPA中起主导作用。在实际水体(自来水、市政二级出水和地下水)中,Fe(Ⅵ)氧化体系对BPA的降解未受到明显影响,证实其具有较高的环境适应性。