文章来源:《工业水处理》2024年第9期
第一作者:沈恺乐
作者单位:上海市水利工程设计研究院有限公司
论文DOI:10.19965/j.cnki.iwt.2023-1008
论文引用:沈恺乐,韦文博,张新欢. 紫外/亚硫酸盐体系对水体污染物降解的研究进展[J].工业水处理,2024,44(9):50-57.
近年来,基于紫外/亚硫酸盐(UV/SO32−)的高级还原工艺(ARPs)因对一些难降解污染物具有高降解能力而受到越来越多关注。
阐述了UV/SO32−工艺降解污染物的反应机理,概述了UV/SO32−工艺的影响因素,介绍了UV/SO32−工艺在水处理中的应用场景,简述了当前UV/SO32−工艺的改进方法,并对UV/SO32−工艺的研究方向进行了展望。
总结得出UV/SO32−工艺在无机和有机污染物降解方面表现优异,水合电子(eaq−)是UV/SO32−降解体系中起主导作用的活性物种,UV光源、亚硫酸盐浓度、溶解氧、pH和水体中共存物质是影响UV/SO32−工艺降解效果的主要因素。
近年来,利用UV活化还原剂,形成紫外-高级还原体系(UV-ARPs)以降解污染物的研究逐渐展开。紫外/亚硫酸盐(UV/SO32−)工艺因能产生大量水合电子(eaq−),可用于去除高价卤酸盐、重金属、卤代有机物等污染物。
UV/SO32−工艺操作简便、反应条件温和,且原料SO32−为脱硫副产物,价格低廉,在污染物去除方面具有极大潜力。笔者总结概述了UV/SO32−工艺的反应机理、影响因素、应用场景及改进方法。
(1)在UV/SO32−工艺中,污染物主要通过两种途径降解,一是通过UV直接光解污染物,二是利用UV激发SO32−产生的eaq−、H·及SO3∙−等活性物种与污染物发生反应。eaq−在多种污染物的降解去除中起到了主要作用。
(2)UV/SO32−对污染物的去除效果受多种因素影响,主要包括UV光源、SO32−浓度、DO、pH和水体中共存物质等。
(3)列出了部分利用UV/SO32−工艺降解有机卤代物、高价含氧酸盐、Cr(Ⅵ)、药品和个人护理产品的应用,数据显示在UV/SO32−工艺无机和有机污染物降解方面表现优异。
(4)目前,UV/SO32−工艺的改进方法包括与其他还原剂联用、加入过渡金属离子或其氧化物、与电解技术联用、与光催化技术联用。
本综述提出未来对可以在以下几个方面开展深入研究:
(1)深化UV/SO32−工艺反应机理研究,针对不同类型的污染物,找到最佳反应条件,提高活性物质的选择性,以便在实际水处理中应用。
(2)UV/SO32−工艺在有氧和无氧条件下的反应机理是不同的,今后的研究可对有氧和无氧条件下的污染物降解效果、反应机理进行对比研究。
(3)UV/SO32−工艺在降解污染物的同时会生成许多中间产物,目前对于这些中间产物的毒性研究报道较少,后续研究应重点展开。
(4)目前对UV/SO32−工艺在降解污染物过程中消毒副产物(DBPs)前体物生成情况的研究报道较少,若将UV/SO32−工艺作为水处理的预处理工艺,需对反应后水体进行氯化或氯胺化反应DBPs生成势的研究。
第一作者:沈恺乐,工程师,硕士研究生。主要研究方向为市政给排水设计与咨询、饮用水深度处理技术。E-mail:m18019253393@163.com。
(来源:《工业水处理》2024年第9期)
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