【摘 要】
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有机废水如染料废水、抗生素废水等是环境污染的一个主要来源,关于有机污染物降解的研究受到诸多关注。水力空化反应器具有结构简单,易于操作,维护成本较低等优点。通过调控反应器几何参数和操作条件得到理想的空化强度。水力空化降解有机污染物成为一种非常具有发展潜力的研究方向。通过将水力空化技术与其他高级氧化过程(AOPs)结合的方式,可以极大地提高有机物的降解率及能量效率、减少化学品的使用从而降低有机污水的处
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有机废水如染料废水、抗生素废水等是环境污染的一个主要来源,关于有机污染物降解的研究受到诸多关注。水力空化反应器具有结构简单,易于操作,维护成本较低等优点。通过调控反应器几何参数和操作条件得到理想的空化强度。水力空化降解有机污染物成为一种非常具有发展潜力的研究方向。通过将水力空化技术与其他高级氧化过程(AOPs)结合的方式,可以极大地提高有机物的降解率及能量效率、减少化学品的使用从而降低有机污水的处理成本。本文利用水力空化(HC)技术分别降解四环素(TC)、亚甲基蓝(MB)及培氟沙星(PEF),探究HC技术对不同种类物质的适用性。考察了反应器类型、反应器几何参数以及操作条件对降解效果的影响。通过添加不同氧化剂,探讨HC与各种氧化物协同效果。采用水杨酸剂量法测定了反应过程中产生的羟基自由基的浓度。利用UV-Vis吸收光谱及LC-MS技术分析了各物质降解过程的中间产物,提出了各种物质的降解路径和反应机理。考察了两种不同几何参数的文丘里型反应器和三种不同开口面积或周长的方形孔板对TC溶液的降解效果。在其它条件相同情况下,使用孔板OP3(7.065×1.000 mm)在0.2 MPa下获得最高降解率(44.9%),在最佳操作条件下的降解率为82.3%。HC与Na2S2O8或O3结合均表现出良好的协同效果。当HC与0.10 g/L Na2S2O8结合2 h后降解率达92.2%。Na2S2O8浓度为0.050 g/L时,二者的协同指数(SI)为1.56。HC与0.047 g/L O3结合的条件下,处理80 min后降解率达95.5%,SI为1.60。利用水杨酸计量法测定了HC过程中产生的·OH自由基的量。结果表明HC作用20 min后,溶液中羟基自由基数量为0.9181mg/L。HC单独处理时,MB在最佳条件下降解率为93.8%。HC与Na2S2O8共同处理MB溶液时,2 h后降解率为35.5%,比HC在同样条件下单独处理时略高。HC与O3结合时,随臭氧通入量增加,降解速率常数增加,二者表现出良好的协同效果。当O3通入量为0.12 g/L时,30 min后降解率达99%以上,SI为3.58。PEF在最佳HC条件下,经HC单独处理的降解率为84.9%。HC与H2O2在溶液原始p H下共同处理MB溶液时,降解率随H2O2添加量的增大先增大后减小。当PEF与H2O2的摩尔比为1:5时,PEF的降解率最大,为69.7%,此时SI为4.4。当HC与O3结合时,PEF降解率随臭氧添加量的增加逐渐增大。当臭氧的添加量为0.675 g/h时,PEF的降解率最高,为90.9%。
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