在222nm紫外线辐射下有效地激活 permanganate,以提高污染物减排效率
Haochen Zhang1, Peng Su2, Maoju Jiang3
1Innovation Center of Yangtze River Delta, Zhejiang University, Jiaxing 314100, China.
新的UV222 / permanganate工艺通过激活物种,比传统的紫外线灯更有效地提高了水处理中的污染物去除. 反应性物种,而不是基,是污染物减排的主要代理物.
科学领域:
- 环境化学环境化学
- 先进的氧化过程 (AOPs)
- 水处理技术水处理技术
背景情况:
- 紫外线 (UV) 驱动的酸 (Mn(VII)) 激活是水处理的新兴AOP,产生基激素 (HO•) 和活性物种 (RMnS) 用于污染物降解.
- 当前的UV/Mn(VII) 工艺表现出有限的Mn(VII) 激活效率,其明显量子产量 (Φapp,Mn(VII)) 低于0.25mol/Einstein.
- 与传统紫外线灯相比,化克里 (KrCl*) 排放222nm紫外线 (UV222) 的排放激光灯在光子能量,安全性和寿命方面具有优势.
研究的目的:
- 首次研究UV222光的应用,以激活Mn{\displaystyle Mn}VII.
- 评估UV222/Mn(VII) 工艺在减少污染物的效率,并将其与现有的UV/Mn(VII) AOPs进行比较.
- 阐明不同反应性物种 (HO•和RMnS) 和影响因素 (pH,光强度,MnVII度,水矩阵) 在目标污染物的降解中的作用.
主要方法:
- 使用化克里普顿 (KrCl*) 脱离体灯激活 permanganate (Mn(VII),该灯在 222 nm (UV222) 发射紫外线.
- 对于Mn (VII) 激活的表面量子收益率 (Φapp,Mn (VII)) 的确定.
- 使用基于流体的伪第一阶反应速率常数,对污染物降解 (4-基酸和flumequine) 的动态分析.
- 量化基 (HO•) 和反应性物种 (RMnS) 对污染物减排的贡献.
- 研究pH值,光强度,MnVII度和水矩阵组件对降解过程的影响.
主要成果:
- 在UV222/Mn{VII}过程中,Mn{VII}激活 (Φapp,Mn{VII}) 的明显高量子产量达到0.65mol/Einstein.
- 紫外线222/Mn(VII) 中目标污染物的降解速率常量是其他紫外线/Mn(VII) AOPs 报告的数量级高.
- 活性种 (RMnS),特别是低 (MnV),是污染物减排的主要贡献者 (60-70%),超过了基基 (10-25%).
- 较低的pH值,较高的光强度和增加的MnVII度有利于污染物去除,常见的水矩阵组件的干扰最小.
结论:
- 与传统的UV/MnVII系统相比,UV222/MnVII高级氧化工艺在水处理中对MnVII激活和污染物降解具有更高的效率.
- 在UV222/Mn(VII) 系统中,反应性物种在减少污染物方面比基更为关键.
- 由于其高性能和对水矩阵变化的弹性,UV222/Mn(VII) AOP显示了有效和高效的水处理应用的巨大潜力.
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