催化臭氧化吸附技术去除难解污染物

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1、催化臭氧化吸附技术去除难解污染物摘要：饮用水中的微量难降解污染物及消毒副产物需要用非生物降解处理嘴技术去除，其中包括吸附和蔚化学氧化法。关键词：催怄化臭氧化吸附技术去除难解谖污染物饮用水中的微量难忌降解污染物及消毒副产物需歼要用非生物降解处理技术去铎除，其中包括吸附和化学氧西化法。1 臭氧化与吸附圹技术臭氧化臭氧化反应机理为水中有机物可能直接与O3反应或与O3在水中分解产生的羟基自由基反应勖。虽然预臭氧化能去除一部⑩分消毒副产物的前体物，但柰出水氯化后的致突活性与原裙水相比有较高的上升，另外烊O3仅是将对紫外光有较强姬吸收的大分子氧化成小分子髀，而不可能完全矿化为CO烩2和H2O，同时

2、也产生一些副产物(如乙酸等)，因在此单独使用O3并不是一种θ有效去除水中有机物的方法黠。吸附技术活性炭吸附攉是去除水中有机污染物最成熟有效的方法之一。活性炭刎可以去除水中致突物质，但它受吸附容量限制而不能有勖效去除氯化致突物的前体物忍；虽然它表面积大而且能用链热解析或在空气中燃烧毒物脞的方法再生，但每次再生循樨12/12环后都要损失一定量的活性饿炭。某些无机材料由于具翊有吸附和催化的性质而引起＇广泛关注，如MobilO脊il公司生产的M41S系列新型无机中孔材料能被用镪作高容量吸附剂、仿生材料羿和氧化还原催化剂[1～4啭]，其结构特征是表面积大、吸附力强(能吸附相当于缭其自身质量6

3、0%～70%╀的烃类)，在去除水中有机缧污染物方面具有很大潜力，表1中列出了几种该系列产Ж品的表面积[5、6]。Peter等发现钛取代的M┾CM-41中孔分子筛对某捆些芳香烃类化合物及其衍生论物的降解具有很好的催化作鲼用[6]，可能具有非常广左阔的应用前景。表1中孔崩材料的表面积材料型号表面积(m2/g)孔径(n槁m)HMS(highly迎mesoporoussilica)959MCM-拗41(aluminosi切licate)1192M箢CM-41(silica挢te)1524Ti-HM哀S1031Ti-MCM-粉411345臭氧化与吸附佞技术结合活性炭生物滤池┆的微生物活性常常有

4、助于改闩善臭氧化对水中DOC的去て除，这预示着臭氧化产生的化合物更易于生物降解。尽蜾管生物过程使TOC去除效∝率增加，但活性炭对某些溶＾解有机物的吸附由于预臭氧暖化而恶化，因臭氧同腐殖质檀反应时产生更多活性炭不易辑吸附的极性化合物而导致活莒性炭吸附去除TOC性能下钾降。12/12鉴于在用铝盐混凝前┽水的预臭氧化能够改善混凝胲时色度及有机物和三氯甲烷菖前体物的去除，因此推测比删活性炭具有更多极性表面的页吸附剂在预臭氧化后可能会甄比活性炭更有效地去除TO抉C。许多文献报道活性氧化僻铝吸附剂的吸附效率在预臭达氧化后显著改善，另外其他犒一些比活性炭具有较多极性＞表面的吸附剂(如铝土矿、讷骨碳和活性

5、氧化铝)可能也滢有此效果。因此预臭氧化和氧化铝或铝土矿的吸附相结合可能是去除产生色度的有捧机物的优先选择方法，但这赍还取决于吸附剂的再生能力噍及水溶液中有机物的特性。2催化臭氧化吸附技术催玮化臭氧化技术是近年发展起遑来的一种新型的在常温常压睃下将那些难以用臭氧单独氧坻化或降解的有机物氧化方法铝，同其他高级氧化技术(如塾O3/H2O2、UV/OＲ3、UV/H2O2、UV犒/H2O2/O3、TiO汾2/UV和CWAO等)一铞样，也是利用反应过程中产意生的大量强氧化性自由基(羟基自由基)来氧化分解水饧中的有机物从而达到水质净孽化。羟基自由基非常活泼，与大多数有机物反应时速率常数通常为10

6、6～109M-1·s-1，表2为某奈些有机物臭氧氧化与羟基自┥由基氧化速率比较。表2姻臭氧、羟基自由基与某些有臀机物反应速率常数溶质Ko3(M-1·s-1)K·OH(M-1·s-1)汀苯a2±×109硝基苯a矩±×109甲酸a5±5×嘭108乙二酸a＜4×10剜12/12-2×106乙二酸根离子踌b＜4×10-2×106乙酸a＜3×10-5×1羁07乙酸根离子b＜3×1弹0-5×107丁二酸a＜冕3×10-2×108丁二酸根离子b(3±1)×1鞠0-2×108三氯乙烯1坂74×109四氯乙烯＜×缮109注：a.在酸性且羟基自由基捕捉剂存在条件下砜；b.在羟基自由基捕捉剂Ｂ存在条件

7、下。从表2可见，棼羟基自由基与有机物反应的不速率常数一般比臭氧的反应速率常数至少高出7个数量揎级。催化臭氧化吸附技术就靳是将催化剂的吸附技术与催ヴ化臭氧化技术相结合共同去殉除水中有机物。1999洇年法国的LegubeB.尚和KarpelN.等研究还了在铜系列催化剂作用下臭ッ氧化对含有腐殖酸或水杨酸印的饮用水的去除效果，发现莫其TOC去除率比同样条件窟下单独臭氧化有较大提高(觐模拟天然水：碱度=250朐mgC