城市尾水中低浓度邻苯二甲酸酯(PAEs)的降解研究

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随着人们需水量的不断增加,城市污水处理厂的尾水排放量也不断增加。虽然尾水中的COD和TOC等常规污染指标能达到国家排放标准的要求,但是在水体中存在的微量或痕量有毒有害有机物引起人们的广泛关注。这些物质在水中的浓度很低,污染面广,易于在生物体内富集和积累,而且通过传统的生物降解作用很难消除其影响,对人体健康和生态环境造成危害。本研究针对尾水中低浓度的内分泌干扰物—邻苯二甲酸酯(PAEs),采用UV/H2O2和H2O2/O3工艺对其将进行降解研究,实验研究内容和结果如下:(1)建立了模拟废水和真实尾水中邻苯二甲酸酯(PAEs)的GC/MS分析测试方法和固相萃取方法。以二氯甲烷做萃取剂,水样过柱流速为4mL/min,4种PAEs的萃取回收率均达到90%以上,且萃取效果稳定。(2)与单独H2O2氧化和UV辐射相比,UV/H2O2组合工艺对水体中4种低浓度的PAEs具有较高的去除效果,且降解过程符合拟一级反应动力学规律。研究结果表明,当H2O2投加量为3.0mM、UV光照强度为24.26μw/m2时,4种PAEs的去除率能达到92%以上。适量的H2O2投加量能促进PAEs的降解,过高的H2O2会抑制PAEs的降解;初始pH值对于UV/H2O2降解PAEs的影响较小,在实际水体的应用中不需要调节水体的初始pH值的范围;在本实验中,PAEs的初始浓度对降解过程的影响不明显;Cl-、CO32-、NO<sup>3-和H2PO4-在一定程度上影响了PAEs的光降解速率,随着阴离子浓度的增大,PAEs的降解率也有所降低。(3)H2O2/O3对水体中低浓度PAE s的降解过程受到H2O2/O3投加比、初始pH值、PAEs的初始浓度和水体中存在的抑制物质的影响。研究结果表明,当H2O2/O3投加比为2.0,pH=10时,4种PAEs的降解基本能达到90%左右。O3或H2O2的投加过量则会抑制PAEs的降解作用;碱性条件能促进H2O2/O3对PAEs的去除率;CO32-和HCOO-对H2O2/O3的氧化具有明显的抑制作用,而NO<sup>3-和H2PO4-对H2O2/O3的氧化影响不明显。(4)通过GC/MS分析表明,UV/H2O2和H2O2/O3体系氧化降解PAEs的机理,主要依靠两种体系中产生的OH,通过OH攻击PAEs的侧链,打断C-C或C-O键,将其转化成小分子物质,生成中间产物邻苯二甲酸,进而分解成CO2和H2O。
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