城鎮(zhèn)污水處理廠二級出水可作為再生水水源,其中所含有機物一直是備受關(guān)注的重要指標(biāo)。利用紫外活化過硫酸鹽技術(shù)（UV/PS）處理二級出水中的溶解性有機物,對比了單獨UV、單獨PS、UV/PS以及UV/Ti O2等4種反應(yīng)體系的降解效果,并考察了PS投加量對UV/PS工藝處理效果的影響,同時分析了UV/PS工藝處理前后二級出水中有機物熒光特性和相對分子質(zhì)量的變化,最后采用電子順磁共振波譜（EPR）技術(shù)對反應(yīng)過程中產(chǎn)生的活性氧化物質(zhì)進行了分析。研究結(jié)果表明:PS濃度為5 mmol/L時,UV/PS工藝對二級出水的處理效果最好,其色度、UV254、UV280及DOC去除率分別高達100%、89%、91%和96%;反應(yīng)過程中二級出水中的熒光物質(zhì)和大分子有機物均被有效降解;硫酸根自由基和羥基自由基的共同作用具有良好的氧化有機物的效果。 

【文章來源】：中國給水排水. 2020,36(15)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

不同體系對色度、UV254、UV280、DOC的去除效率對比

UV/PS體系對二級出水的深度處理效果受PS濃度的影響較大，因此，確定了該體系的降解效能后研究了在不同PS濃度下(0、1、3、5 mmol/L)各指標(biāo)的去除效果，結(jié)果見圖2(體系溫度為15℃)。由圖2可見，隨著PS投加量的增加，各指標(biāo)的降解效率均有所提高。由圖2(a)與2(d)可看出，當(dāng)PS濃度由1 mmol/L增加至為5 mmol/L時，色度的降解速度大大增加，去除率達到100%的時間由60 min減小至20 min,DOC的去除率則由20%增加至100%。這應(yīng)該是因為隨著PS投加量的增加，UV/PS體系中經(jīng)UV激活產(chǎn)生的硫酸根自由基和羥基自由基含量增加，氧化能力提高，有機污染物被完全氧化為二氧化碳和水，所以體系內(nèi)的色度和DOC大大降低。

利用HPLC對UV/PS體系反應(yīng)過程中二級出水中難降解有機物以及熒光物質(zhì)的分子質(zhì)量進行研究[18-21]。水中有機物按分子質(zhì)量由大到小的順序通過色譜柱，因此保留時間越長該物質(zhì)分子質(zhì)量越小，即可得到不同分子質(zhì)量有機物在反應(yīng)過程中的變化情況，同時由于HPLC峰面積與總分子質(zhì)量呈線性關(guān)系，通過對比反應(yīng)過程中峰的變化即可得知二級出水內(nèi)總分子質(zhì)量的變化，探究UV/PS工藝對二級出水中有機物分子質(zhì)量的影響，結(jié)果如圖4所示。圖4(a)為使用紫外檢測器得到的分子質(zhì)量分布圖，檢測波長為254 nm，所測物質(zhì)為二級出水中的芳香族有機物以及含共軛雙鍵結(jié)構(gòu)有機物;圖4(b)為使用熒光檢測器得到的分子質(zhì)量分布圖，檢測波長為EEM圖譜內(nèi)最高峰E的波長Ex/Em=245 nm/435 nm，所測物質(zhì)為二級出水中的熒光類物質(zhì)如類富里酸物質(zhì)。由圖4(a)可知，原水中主要包含大部分大分子有機物及少量小分子有機物，紫外吸收峰出峰時間主要分布在13 min及15 min處，隨著催化反應(yīng)的進行，13 min處紫外吸收峰強度逐漸降低，反應(yīng)進行60 min后該峰基本消失，這應(yīng)該是因為這些大分子有機物已被體系中自由基完全氧化為小分子有機物或者被碳化為CO2和H2O，而15 min處的紫外峰變化較小，說明UV/PS體系對這種小分子有機物的去除效率相對較低，這與UV254在反應(yīng)終點仍未完全降解相對應(yīng)，該分子質(zhì)量的測定結(jié)果也與DOC的去除結(jié)果相符。由圖4(b)可知，二級出水中熒光物質(zhì)的分子質(zhì)量隨著催化反應(yīng)的進行逐漸降低，反應(yīng)60min后熒光物質(zhì)的分子質(zhì)量基本為0，這與EEM圖譜所得結(jié)果相符。綜上所述，反應(yīng)60 min后二級出水中的熒光物質(zhì)被完全降解，芳香族化合物及含共軛雙鍵結(jié)構(gòu)的有機物中的大分子物質(zhì)被降解為小分子物質(zhì)及二氧化碳與水，可知UV/PS體系對二級出水中大部分有機污染物均具有良好的去除效果。

【參考文獻】：
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本文編號：3233021