紫外高级氧化技术降解循环冷却水中异噻唑啉酮的研究

近年来,异噻唑啉酮(CMIT-MIT)杀菌剂被广泛应用于循环冷却水系统中以抑制微生物的生长和繁殖。循环冷却水中残余的CMIT-MIT排入环境后,会对自然环境和人类健康造成了巨大的威胁。因此,找到高效去除循环冷却废水中异噻唑啉酮的方法具有重要的意义。当前,基于紫外的高级氧化工艺由于具有高效、环保等优点,成为氧化降解CMIT-MIT的可行技术。本文采用了紫外/过氧化氢(UV/H2O2)和紫外/过硫酸盐(UV/PS)工艺处理循环冷却水废水中的CMIT-MIT,对其降解性能、影响因素、降解机理、产物毒性和经济性进行了研究。主要的研究内容如下:采用UV/PS工艺对CMIT-MIT进行了降解动力学研究,降解过程符合伪一级动力学模型。30mg/L的CMIT-MIT在UV、UV/PS(60mg/L)体系下处理20min后,其降解率分别为72%、91%。当PS投加量为60mg/L时,经过40min紫外照射,CMIT-MIT溶液的TOC去除率达到34.7%。淬灭实验结果表明,在UV/PS体系下起降解作用的自由基是硫酸自由基(SO4·-)和羟基自由基(·OH),二者的降解贡献率分别为32.12%、0.93%.infective colitis在UV/PS体系中,CMIT-MIT的去除率和表观速率常数随着PS剂量的增加而增加。酸性条件更有利于CMIT-MIT的降解。循环冷却水中常见的氯离子、硫酸根离子及硝酸根离子的存在对UV/PS去除CMIT-MIT没有明显的影响,而碳酸根离子的存在明显抑制了 CMIT-MIT的降解速率。离子色谱和核磁共振碳氢谱的测定结果显示,降解后产生的无机阴离子是氯离子和硫酸根离子,有机产物是甲氨盐酸盐。细胞毒性实验结果表明经过UV/PS处理后的溶液毒性明显Antineoplastic and I抑制剂降低。综上,UV/PS工艺是一种高效、安全的工艺,在降解CMIT-MIT方面具有良好的发展前景。采用UV/H2O2工艺对CMIT-MIT进行了降解动力学研究,降解过PF-03084014浓度程符合伪一级动力学模型。30 mg/L的CMIT-MIT在UV/H2O2(0.3 mM)体系下处理20 min后,其降解率为90%。当H2O2投加量为0.3 mM时,经过40 min紫外照射,CMIT-MIT溶液的DOC去除率达到35%。淬灭实验结果表明,在UV/H2O2体系下起降解作用的自由基是羟基自由基(·OH),其对CMIT-MIT的降解贡献率为46%。在UV/H2O2体系中,CMIT-MIT的去除率随着H2O2浓度的增加而增加,其速率常数随H2O2浓度呈线性变化趋势:kobs=0.234 ×[H2O2]+0.062;CMIT-MIT的去除率随着CMIT-MIT浓度的增加而降低,其去速率常数随着CMIT-MIT初始浓度的升高而降低,二者成反比例函数(y=3.8/x)。不同pH(4-10)对CMIT-MIT的降解无明显影响。循环冷却水中常见的氯离子、硫酸根离子、硝酸根离子及铵根离子的存在对CMIT-MIT的去除效果没有明显的影响;而碳酸根离子的存在明显抑制了 CMIT-MIT的降解速率。离子色谱和核磁共振碳氢谱的测定结果显示,降解后产生的无机阴离子是氯离子和硫酸根离子,有机产物是甲氨盐酸盐和甲酸。溶解性有机碳消减试验结果显示,UV/H2O2处理工艺可以降低CMIT-MIT的毒性,提高CMIT-MIT的生化性能,为先进氧化技术结合生物技术降解杀菌剂污染物提供了重要依据。根据电能效率评价指标(EEO)数据显示,EEO随着氧化剂浓度的增加而降低。当PS投加量为60 mg/L(0.312 mM)时,EEO为218.1 kWh·m-3,比单独的UV降解EEO值降低了 40%。当H2O2投加量为0.3 mM时,EEO为198.6 kWh.m-3,比单独的UV降解EEO值降低了 46%。与UV/PS工艺相比,UV/H2O2工艺降解CMIT-MIT时的能耗更低,在实际应用中具有更大的经济优势。