研究目的
比较紫外/过氧化氢(UV/H2O2)、紫外/过二硫酸盐(UV/PDS)和紫外/氯(UV/Chlorine)对市政污水厂出水中痕量有机化学物(TOrCs)的去除效果,并评估用于预测TOrCs去除的光学替代指标。
研究成果
紫外线/氯组合对总有机卤代物(TOrC)去除表现出最高的氧化性能,其次是紫外线/过氧化氢和紫外线/过硫酸盐组合,其中紫外线/过硫酸盐和紫外线/氯组合显示出更高的选择性。光学替代指标UVA、TF和P_IV能有效预测TOrC去除效果,其中UVA和TF在实际应用中更具可行性。未来研究应在小试规模实验中验证这些替代指标的适用性,以确认其在真实条件下的有效性。
研究不足
该研究未调查氧化副产物(OBP)的形成潜力,与UV/H2O2相比,UV/PDS和UV/氯可能产生更高的OBP。对光敏性TOrCs的相关性分析仅限于较窄的氧化剂投加量范围。实验在实验室规模下进行,其在实际水基质波动条件下的适用性尚未得到充分验证。
1:实验设计与方法选择:
采用准直光束装置(配备低压汞紫外灯)对添加目标有机污染物(TOrCs)的废水样品施加50-800 mJ/cm2的紫外辐照剂量。在紫外照射前分别以0.075、0.15、0.3和0.45 mM浓度投加氧化剂(H2O2、PDS、氯)。通过暗反应实验评估直接氧化作用。
2:3和45 mM浓度投加氧化剂(H2OPDS、氯)。通过暗反应实验评估直接氧化作用。 样品来源与数据基?。?/p>
2. 样品来源与数据基础:取自慕尼黑Gut Marienhof污水处理厂的颗粒介质过滤出水,经过滤后添加17种TOrCs混合标准溶液(各1 μg/L)。
3:实验设备与材料清单:
紫外准直光束装置(UV Technik Meyer)、紫外辐照计(sglux)、玻璃培养皿、分析级氧化剂(默克集团)、淬灭剂Na2SO3,以及包括HPLC-MS/MS(Knauer PLATINBLUE超高效液相色谱联用SCIEX 6500)、荧光光谱仪(Aqualog,堀场科技)、紫外可见分光光度计(DR6000,哈希)、总有机碳分析仪(varioTOC cube,元素分析系统)等检测仪器与各类滤膜。
4:0)、荧光光谱仪(Aqualog,堀场科技)、紫外可见分光光度计(DR6000,哈希)、总有机碳分析仪(varioTOC cube,元素分析系统)等检测仪器与各类滤膜。 实验流程与操作规范:
4. 实验流程与操作规范:样品置于培养皿中接受紫外照射,氧化剂于照射前即时投加。反应结束后淬灭残余氧化剂,24小时内完成TOrCs、荧光强度、溶解性有机碳等参数测定。
5:数据分析方法:
采用线性回归分析降解动力学,通过Solo软件进行荧光数据的平行因子分析(PARAFAC),并统计评估相关系数。
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获取完整内容-
UV lamp
Low-pressure Hg UV-lamps at 15 W each
UV Technik Meyer
Providing UV irradiation at 254 nm for photolysis in advanced oxidation processes.
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UV-C radiometer
sglux
Measuring UV-C irradiance at the sample position.
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UV/Vis spectrophotometer
DR6000
HACH
Analyzing UVT254, color, and other spectrophotometric parameters.
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TOC analyzer
varioTOC cube
Elementar
Measuring dissolved organic carbon (DOC) content.
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Fluorescence spectrometer
Aqualog
Horiba Scientific
Obtaining excitation-emission matrices (EEMs) for fluorescence analysis.
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HPLC-MS/MS
Knauer PLATINBLUE UHPLC coupled with SCIEX 6500
Knauer, SCIEX
Quantifying trace organic chemicals (TOrCs) using liquid chromatography and tandem mass spectrometry.
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Paper filter
MN 619
Machery-Nagel
Filtering wastewater samples before experiments.
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Cellulose nitrate membrane filter
Pore size 0.45 μm
Sartorius AG
Filtering samples for DOC analysis.
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PVDF syringe filter
Pore size 0.22 μm
Berrytec
Filtering samples for TOrC analysis.
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Glass electrode
Sentix 60
WTW
Measuring pH value according to standard methods.
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Chemometrics software
Solo
Eigenvector Inc.
Performing PARAFAC analysis on fluorescence data.
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