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閱讀：1779發(fā)布時(shí)間：2017-6-14
印染廢水處理后的排放尾水中仍殘余難降解物質(zhì)，大多為分子量小于1000D的有機(jī)物，如氯苯、間二甲苯、苯乙酮、萘、菲等，具有高毒性、難降解和易積累等特點(diǎn)，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。目前，印染廢水尾水深度處理技術(shù)主要有活性炭吸附、膜分離、生物處理及氧化。而單一的生物和物化法難以奏效，或去除效率較低；氧化法具有強(qiáng)氧化性、低選擇性，對(duì)難降解物質(zhì)去除效果好，但現(xiàn)在技術(shù)操作復(fù)雜，且添加藥劑引入二次污染，如TiO2光催化、Fenton氧化。
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紫外光(UV)和超聲波(US)作為氧化技術(shù)，具有性和無二次污染的特點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，UV反應(yīng)條件溫和、技術(shù)操作簡(jiǎn)單且運(yùn)行費(fèi)用低，但直接光解量子產(chǎn)率不高，US能有效降解諸如單環(huán)芳香烴、鹵代烴、酚類、胺等，有毒難降解有機(jī)物，但卻能耗大。
根據(jù)原理分析，UV和US的反應(yīng)區(qū)域有所不同，存在互補(bǔ)性，若將其耦合可以增強(qiáng)氧化分解能力，縮短反應(yīng)時(shí)間，降低能耗，提高污染物去除率和礦化率，馬海南采用UVB降解*溶液，180min的去除效果達(dá)66.9%，采用UVC降解4-氯*60 min的去除率為89.5%.但是，采用VUV/US降解難降解物質(zhì)的報(bào)道至今也僅有She-wei Yang等VUV/US降解全氟化合物的研究，在293K、不調(diào)節(jié)pH值、空氣氛圍條件下，VUV/US對(duì)全氟化合物的分解率和脫氟率分別達(dá)到90.43%和88.47%.然而，VUV(λ=185 nm)作為UV光源中的一種，能量較高，能直接光解目標(biāo)物質(zhì)和光致羥基自由基氧化.再者，研究發(fā)現(xiàn)，VUV對(duì)酚類化合物、鄰苯二甲酸二乙酯等的降解效果分別可達(dá)95%和85%~95%.VUV(10W)深度處理焦化廢水，12 h的COD去除率可達(dá)85%~90%.這些都為嘗試建立VUV/US降解體系提供了啟示。
為此，我們建立了VUV/US耦合裝置深度處理印染廢水尾水研究體系，以TOC和UV254為污染物指標(biāo)，通過比較不同功率下VUV、US和VUV/US降解印染廢水尾水的效果，確定VUV/US耦合體系的功率組合；通過批式實(shí)驗(yàn)，探討反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、初始pH值對(duì)VUV/US降解印染廢水尾水效能的影響規(guī)律，解釋VUV/US對(duì)TOC和UV254的降解動(dòng)力學(xué)。通過分析降解產(chǎn)物，揭示VUV/US對(duì)印染廢水尾水中殘余難降解有機(jī)物的去除機(jī)理。為開發(fā)光聲耦合深度處理印染廢水尾水技術(shù)提供基礎(chǔ)依據(jù)。
印染廢水尾水成分復(fù)雜，有機(jī)物種類豐富。通過GC-MS聯(lián)機(jī)自動(dòng)檢索，對(duì)色譜圖中出峰物質(zhì)進(jìn)行定性分析，得到印染廢水尾水中含有大量長(zhǎng)鏈烷鹵代烷烴(C12H25Br、C22H35FO2、C27H55Cl等)、環(huán)狀烷烴及苯系物(甲苯、二甲苯、萘、菲等，其中甲苯、二甲苯含量zui多)，而VUV/US處理后的印染廢水尾水中沒有檢測(cè)到苯系物，只有大量烷烴和含羰基的有機(jī)物。
(1)VUV功率和US功率越大，VUV/US對(duì)印染廢水處理效果越好，VUV/US的功率組合為VUV 16 W、US 100 W。
(2)VUV/US處理印染廢水尾水的效果明顯優(yōu)于單獨(dú)UV和US的情況，存在著協(xié)同增效作用。
(3)反應(yīng)溫度和初始PH值對(duì)VUV/US處理印染廢水尾水的效果影響很小。在293K，不調(diào)節(jié)pH值，空氣氛圍下，反應(yīng)120min，TOC及UV254的去除率分別達(dá)到27.68%和93.03%。
(4)VUV/US對(duì)TOC和UV254的降解動(dòng)力學(xué)分別符合表現(xiàn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和表現(xiàn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。
(5)VUV/US處理印染廢水尾水的作用過程是VUV直接光解、超聲空化氣泡內(nèi)的熱裂解和羥基自由基的氧化等協(xié)同作用，尾水中以苯系物為代表的難降解物質(zhì)主要是通過羥基自由基的氧化作用去除。
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