真空紫外辐照工艺对饮用水中磺胺类抗生素的降解研究

发布时间：2020-07-24 08:50

【摘要】：水环境中存在的微量有机污染物可在较低浓度下对人类造成较大的危害。紫外技术具有高效降解微量污染物作用。为了研究细管流紫外反应系统(MFPS)降解典型微量有机污染物的效果,以磺胺甲噻二唑(SML)为目标污染物确定其在紫外(UV)和真空紫外/紫外(VUV/UV)辐照下的光降解效果;以磺胺二甲基嘧啶(SMN)为目标污染物研究HCO_3~-对紫外(UV)和真空紫外/紫外(VUV/UV)辐照SMN的光降解效果的影响。因此本文基于细管流紫外反应系统测定各光化学动力学参数、pH值和初始SML浓度对降解效果影响以及微量的HCO_3~-对VUV/UV降解磺胺二甲基嘧啶(SMN)的降解效果影响为细管流紫外反应系统应用提供理论和技术指导。本论文的研究主要集中在以下两个方面:(1)采用MFPS测定出SML在UV和VUV/UV辐照下光子剂量基反应速率常数分别为0.88×10~3和4.64×10~3 m~2 einstein~(-1);量子产率分别为0.227和0.379;羟基自由基(~?OH)和SML的二级反应速率常数测定为6.59×10~9 M~-11 s~(-1)。该反应器的有效光程为3.45 mm。VUV/UV辐照下pH 7.0时的SML降解速率达到最大,而UV辐照下SML的降解速率随pH增加而逐渐增大;初始SML浓度的增大会降低UV和VUV/UV辐照下的降解速率。本研究表明MFPS作为实验室光反应系统可快速、准确地测量各光反应动力学参数,VUV/UV在去除水中微量有机污染物方面的效果优于UV,可较好的处理水中微量有机污染物。(2)研究确定了微量的HCO_3~-对VUV/UV降解磺胺二甲基嘧啶(SMN)的光降解具有促进作用。当反应液的酸碱环境不同时,HCO_3~-的影响不同,当pH为7.5时,其促进作用是最强的。不同浓度的HCO_3~-对SMN降解的表观反应速率的影响不同,并不是随着其浓度的增加而使促进增大,同样的其去除效果也不是随着HCO_3~-浓度的增加而增强,总体而言,当存在HCO_3~-时就有促进作用。当为HCO_3~-浓度为1mM时SMN的表观降解速率常数最大为5.01 m~2 einstein~(-1),去除效果和SMN的表观降解速率常数的大小有着一致性。最后还确定了当SMN的浓度不同时HCO_3~-对VUV/UV降解SMN的促进效果不同当SMN的浓度越低促进效果越强。
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU991.2
【图文】：

细管,反应系统,紫外,结构示意图

图 2.1 细管流紫外反应系统结构示意图ig. 2.1 schematic diagram of Mini-fluidic photoreaction syste循环仪；2. 实验反应装置包括含有磁子的储样锥形瓶和磁3. 蠕动泵； 4.UV细管；5.VUV细管；6. 紫外线灯；

光降解,去除率,速率

不同浓度 HCO3-对 VUV/UV 降解 SMN(0.1 mg/L)的光en pH=10,effect of different concentrations of HCO3-on SMdegradation rate under UV and VUV/UV irradiation不同 pH 时，不同浓度 HCO3-对 VUV/UV 降解 SMN 的去 At different pH levels, different concentrations of HCO3-fodegradation of SMN removal rate table.SMN 去除率pH=5 pH=7.5 76.57% 49.66% 988.46% 93.66% 94.86% 94.68% 5

影响图,光降解,影响图,速率

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8-3.5-3.0-2.5-2.0-1.5-1.0-0.50.00.50.01 mg/L0.1 mg/L1 mg/L5 mg/L0 mM HCO3-LnC/CoPhoton fluence (x 10-3einstein m-2).4 pH = 7.5 时 0 mM 的 HCO3-不同浓度 SMN 的光降解速hotodegradation rate map of different concentrations of S

【参考文献】