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中国科学院饮用水科学与技术重点实验室李梦凯、强志民研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2024年6月刊发《模型模拟结合便携测量预测紫外高级氧化工艺对水中微污染物的去除》一文，指出紫外高级氧化工艺（UV-AOPs）对水中微污染物的降解效果受水基质强烈干扰。UV-AOPs产生的各种活性自由基（RR）与水基质和目标微污染物具有不同的反应活性，因此，对UV-AOPs进行工艺选择和优化具有重要意义。文章通过结合模型模拟与便携测量，开发了UV-AOPs对微污染物的光子剂量基降解速率常数（k′p,MP）预测方法。便携测量通过细管流光反应系统测定水基质对UV-AOPs中主要RR（即HO•、SO4•−和Cl•）的捕获容量（RRSC）。模型模拟由光化学模型、定量构效关系模型和自由基浓度稳态近似模型组成。文章测定了八种水体的RRSC值，水基质越复杂，其RRSC值越大。然后，以磺胺二甲基嘧啶、咖啡因和卡马西平为模型微污染物，预测了这八种水体中UV-AOPs对其降解的k′p,MP值并进行了实验验证。研究发现由于对RR更强烈的竞争，具有更高RRSC值的水基质将导致更低的k′p,MP值，例如，在一饮用水厂的原水（RRSC=9.47×104 s−1）和砂滤池出水（RRSC=2.87×104 s−1）中，UV/H2O2降解卡马西平的k′p,MP值分别为130.9和332.5 m2·einstein–1。文章开发的方法有助于UV-AOPs的工艺选择和优化，对提升水处理效率和节约成本具有重要意义。
关键词：
紫外高级氧化工艺 ; 微污染物降解 ; 活性自由基 ; 水基质 ; 模型模拟
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.10.009
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