应用人工智能优化先进的氧化过程,以改善受制药化合物污染的水质
Juan Carlos Serna-Carrizales1, Ana I Zárate-Guzmán2, Rogelio Flores-Ramírez3
1Centro de Investigación y Estudios de Posgrado, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Av. Dr. Manuel Nava 6, San Luis Potosí, 78210, Mexico.
先进的氧化过程有效地从水中去除新兴的制药污染物,如硫甲醇和甲尼达. 紫外线/H2O2和臭氧化显示出高降解效率,尽管副产品需要进一步研究.
科学领域:
- 环境化学环境化学
- 水处理技术水处理技术
- 先进的氧化过程 先进的氧化过程
背景情况:
- 新出现的污染物,包括硫甲醇和甲醇,污染了表面和废水.
- 由于其对环境的影响,有效的清除技术至关重要.
- 先进的氧化工艺 (AOP) 显示出降解这些污染物的前景.
研究的目的:
- 通过UV/H2O2和臭氧化来研究硫甲醇和甲尼达的降解.
- 分析动力学并优化操作参数,以实现高效的清除.
- 为了识别降解副产品和评估矿物化.
主要方法:
- 在单一和二进制系统中应用UV/H2O2和臭氧化 (O3) 过程.
- 动力建模 (一级和二级) 和ANOVA分析以确定参数的显著性.
- 响应表面方法和人工神经网络用于数据建模.
- 高性能液体色谱与质谱相结合,用于副产品识别.
主要成果:
- 实现了高降解效率:UV/H2O2的88-94%,O3的79-98%在30-90分钟内.
- 确定了最佳条件:紫外线/H2O2的pH值为8,O3的pH值为6,
- 动力数据适用于O3的第一顺序和UV/H2O2.2的第二顺序.
- 人工神经网络模型显示98%与实验数据相匹配.
- 观察到4-5个稳定的副产品的形成和较低的矿化 (<20%).
结论:
- 紫外线/H2O2和臭氧化是有效的AOPs去除硫甲醇和甲尼达.
- 通过RSM和ANN进行流程优化可以提高理解和效率.
- 副产品的形成和有限的矿化凸显了对完整降解途径的进一步研究的需要.
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