建模ClO2-NOM反应,用于预测地表水中的副产品形成和微污染物降解
Jiadong Peng1, Senhao Lu1, Chii Shang1,2
1Department of Civil and Environmental Engineering, The Hong Kong University of Science and Technology, Clear Water Bay, Kowloon 999077, Hong Kong.
Environmental science & technology
|December 18, 2024
概括
二氧化 (ClO2) 是一种形成副产品的水消毒剂. 这项研究开发了一个模型来预测ClO2消耗和副产品的形成,帮助优化水处理.
科学领域:
- 环境化学环境化学
- 水处理技术水处理技术
- 氧化化学 有氧化化学
背景情况:
- 二氧化 (ClO2) 是饮用水的有效消毒剂和氧化剂.
- 它与天然有机物 (NOM) 的反应产生不良的副产品,如化物 (ClO2-) 和酸盐 (ClO3-).
- 准确预测ClO2消耗和副产品的形成对于优化水处理过程至关重要.
研究的目的:
- 开发一种动力模型,用于预测水处理过程中的二氧化 (ClO2) 消耗和副产品形成.
- 量化ClO2与各种自然有机物 (NOM) 隔离物的反应产生的无机副产品的产量.
- 研究pH对反应动力学和副产品形成的影响.
主要方法:
- 建立了一个总和方程来描述NOM (CRNOM) 中的ClO2和ClO2反应部分之间的反应.
- 从与九个NOM分离物的反应中确定了ClO2,自由,Cl和ClO3的摩尔产量.
- 测量了双分子速率常数 (kCRNOM-ClO2),并评估了pH对这些参数的影响.
主要成果:
- 确定每消耗ClO2的平均摩尔产量:0.576对于ClO2-,0.258对于自由,0.141对于Cl-,和0.039对于ClO3-.
- 速率常数 (kCRNOM-ClO2) 在NOM分离物 (683 ± 57 M-1·s-1 在pH7.0) 中一致.
- 在pH值从6.0增加到9.0的情况下,CRNOM度和速率常数都增加了,而副产品产量基本没有受到影响.
结论:
- 一个动力模型准确地预测了在地表水中ClO2氧化过程中ClO2-和ClO3-的形成和ofloxacin的降解.
- 建立的模型提供了一个平衡消毒效率与副产品控制的工具.
- 了解这些反应对于使用二氧化进行安全有效的饮用水处理至关重要.
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