紫外/次氯酸钠和紫外/过碳酸钠工艺降解水杨酸的影响因素及降解机理

作者：杨帆; 马晓雁; 李青松^*; 杨庆云; 黄华翰; 梁馨蕊; 陈国元; 李国新

来源：环境工程学报, 2023, 17(01): 82-94.

• 高级氧化工艺
• 协同效应
• 影响因素
• 降解路径
• 模拟毒性

采用紫外/次氯酸钠(UV/NaClO)和紫外/过碳酸钠(UV/SPC)工艺降解水中水杨酸(SA)，且利用协同因子(R)作为评价指标，分别考察了氧化剂投加量、pH、阴离子(NO3-、HCO3-)和腐殖酸(HA)等因素对SA去除的影响，结合TOC对比了2种工艺对SA的去除效果，通过鉴定中间降解产物探讨了SA可能的降解路径。结果表明：UV/NaClO和UV/SPC工艺中SA的去除均符合拟一级反应动力学，R与拟一级反应动力学常数(kobs)变化趋势相似。当NaClO和SPC质量浓度分别为3 mg·L-1和12 mg·L-1时，2种工艺中kobs分别为0.173 2 min-1和0.258 8 min-1，而RUV/NaClO和RUV/SPC分别为9.5和15.9。kobs和R随氧化剂投加量的增加而升高，因过量的SPC消耗产生的羟基自由基(·OH)会导致kobs降低。初始pH对SA去除有较大影响，酸性环境有利于UV/NaClO工艺去除SA，而UV/SPC工艺则在pH=7具有较好的SA去除效果。NO3-与HCO3-对UV/NaClO工艺去除SA有轻微的促进作用，而显著抑制UV/SPC工艺对SA的去除。HA对2种工艺中SA的去除均有抑制作用。相比UV/NaClO,UV/SPC工艺对TOC去除更为显著。通过分析SA的密度泛函理论(DFT)并结合主要的降解产物推测SA的降解机理主要为自由基的取代和氧化。

• 单位
  厦门理工学院; 土木工程学院; 浙江工业大学