紫外联用高级氧化工艺去除水中三氯苯甲醚的应用研究

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水中致嗅物质的存在会使水体散发出异味而导致水质下降。高级氧化工艺(Advanced oxidation process,AOP)是通过产生氧化能力较强的自由基实现有机污染物去除的一种新型工艺,该氧化过程反应快速,对难降解有机污染物的处理具有广泛性。然而,单一类型的高级氧化工艺在处理某些致嗅化合物时可能会出现处理效率低、氧化不彻底、存在二次污染等劣势。本文在传统化学氧化法基础上引入紫外光(UV),采用紫外联用高级氧化工艺(UV-AOP)对水中土霉味化合物三氯苯甲醚(TCA)进行了氧化去除试验,研究结果如下:紫外/过氧化氢(UV/H2O2)对水中2,3,6-三氯苯甲醚(2,3,6-TCA)具有显著的去除效果。借助羟基自由基(?OH)猝灭剂硝基苯(NB),证明了?OH是UV/H2O2氧化体系产生的主要反应活性种,UV/H2O2对2,3,6-TCA的去除过程主要通过UV光解、?OH氧化两种途径展开。在UV/H2O2氧化体系中,随着H2O2浓度增加,2,3,6-TCA去除率显著增加。2,3,6-TCA在UV/H2O2氧化作用下被转化为6种产物,主要降解机制包括脱氯、羟基化、脱甲基化、重排等。费氏弧菌发光实验显示,随着2,3,6-TCA降解反应的不断进行,反应溶液的综合毒性呈先增加后降低的趋势。随着反应溶液pH增加,2,3,6-TCA去除率呈现出先降低后增加的趋势,且碱性条件下的去除率高于酸性条件。随着反应溶液中氯化物、碱度浓度增加,2,3,6-TCA去除率不断下降。天然有机物对2,3,6-TCA去除效果呈现出双重效应,即低浓度(≤1 mg/L)为促进作用,高浓度(≥3mg/L)为抑制作用。实际水体背景下的去除实验表明,实际水体水质条件差异会对2,3,6-TCA的去除效果产生不同程度的影响。相比于UV/H2O2,紫外/过一硫酸氢钾复合盐(UV/PMS)对2,3,6-TCA的去除具有一定优势。借助?OH猝灭剂叔丁醇(TBA)及?OH、硫酸根自由基(SO4?-)双重猝灭剂甲醇(MeOH),证明了?OH、SO4?-是UV/PMS氧化体系去除2,3,6-TCA过程中的主要反应活性种,并且?OH对2,3,6-TCA去除的相对贡献高于SO4?-。在UV/PMS氧化过程中,2,3,6-TCA主要经历了脱氯、羟基化等反应机制被转化为两类含氯的中间体化合物。对反应溶液的综合毒性进行了费氏弧菌发光实验测试,数据显示,反应溶液的综合毒性同样呈先增加后降低的趋势,且增加程度较大。在UV/PMS氧化体系中,水质参数对2,3,6-TCA的去除过程具有不同的影响效果:随着反应溶液pH增加,2,3,6-TCA去除率增加;随着氯化物、NOM浓度增加,2,3,6-TCA去除过程的抑制性增加;碱度对2,3,6-TCA氧化去除过程几乎没有影响。实际水体背景下的去除实验表明,随着水质条件复杂程度的增加,UV/PMS对2,3,6-TCA的去除过程不断被抑制。
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