随着工业化进程的加剧,越来越多的有毒有害的难降解有机污染物被直接排入到水环境中,带来了严重的生态环境风险,引发了食品安全和生命健康问题。近年来高级氧化技术在废水处理领域得以广泛应用,其中对高浓度难降解有机废水的处理是当前研究的热点问题。本研究制备了一种新型α-Fe2O3砂芯微球,在紫外光辅助下活化过硫酸盐(KHSO5,PMS)产生强氧化性的硫酸根自由基(SO4-·)处理有机废水,主要研究结果如下:(1)通过水热法制备了一种表面具有砂芯状结构的α-Fe2O3微球,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)和BET/BJH等对其结构、形貌、尺寸进行了研究并推测出可能的形成机制。研究结果表明,该α-Fe2O3微球直径为50 μm,主要孔结构为30 nm左右,由直径为40nm的α-Fe2O3纳米颗粒自聚而成。催化活性评价显示α-Fe2O3能够有效地活化PMS,在紫外(UV)辅助下,该体系在40 min时几乎可将酸性橙Ⅱ(AO7)完全降解。重复性实验表明α-Fe2O3具有较好的稳定性,在第10次循环试验后AO7的降解率接近80%。(2)以AO7作为模拟印染废水,结合UV-vis光谱和ESR技术推测了 UV/α-Fe2O3/PMS可能的反应途径。研究表明,α-Fe2O3在UV辐照下,电子(eCB-)得以激发并在原位留下空穴(hVB+),PMS作为电子捕获剂,不仅有效地抑制了eCB-和hVB-的复合,而且使-O-O-键断裂迅速产生了 SO4-·,同时SO4-·会进一步与H2O或OH-反应生成·OH,在共同作用下SO4-·和·OH对AO7分子进行氧化分解。进一步考察了 UV/α-Fe2O3/PMS体系的影响因素,结果表明,AO7的降解与PMS浓度呈正相关,随着α-Fe2O3投加量增加,AO7的降解率呈现先增后减趋势;强酸性和强碱性环境下均会降低AO7的降解率。无机阴离子对AO7的降解均有一定程度的促进作用,其中CO32-对体系的促进作用最显著,反应30 min时AO7几乎降解完全。不同AO7初始浓度下的降解过程拟合结果表明UV/α-Fe2O3/PMS更符合伪一级动力学,线性相关系数R2=0.8759～0.9623,反应速率常数随AO7初始浓度递减,从0.1633 min-1降低至0.0237 min-1。(3)考察了垃圾渗滤液处理过程中溶解性有机污染物(DOM)的分布转化规律。通过正交试验得出了最适组合为:α-Fe2O3投加量为2.0 g/L,PMS投加量为8.0 g/L,pH为5.0。影响因素贡献分别为:PMS投加量>α-Fe2O3 投加量>pH。UV/α-Fe2O3/PMS 体系反应 60 min 时,3D-EEM分析显示垃圾渗滤液中DOM去除了 72.4%,其中主要污染组分腐殖质类物质去除了 92.4%;GPC分析显示反应前后垃圾渗滤液中分子量>1500Da的有机物分布显著减少,而500～1500Da的部分增多,说明大分子量的溶解性有机物被矿化或者是转化成了小分子有机物。SO4-.对一些含有芳环的有机物通过氧化断键及电子转移等途径实现有机物的降解。GC-MS分析表明经该体系处理后,SO4-·能够有效地对垃圾渗滤液中的大分子进行分解,存在的芳香酚类和烷烃类有机物能被有效去除,并产生了醇类和酯类等中间产物。