真空紫外降解卤代有机物效能研究

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本研究针对一般水厂消毒之后可能产生的卤代消毒副产物的问题，考察了真空紫外体系处理这类污染物的效果。以2-氯酚为研究的目标化合物，重点考察了可以影响其在真空紫外体系下降解速率的因素，并对其进行了动力学的分析；随后对2-氯酚在真空紫外体系下降解的机理做了探索，并建立了简单的动力学模型，开发了在真空紫外体系下185nm波长紫外光入射强度的一种新的测定方法；最后分别考察了一氯乙酸以及其他卤代酚类在真空紫外体系下的降解效果，并以一氯酚为例，考察了它们在实际水体中的降解情况。
　　实验表明，2-氯酚在真空紫外体系下的降解随着温度的升高而逐渐加快，水体背景成分除腐植酸对2-氯酚的降解速率有明显的抑制之外，其他背景成分对2-氯酚在真空紫外体系下的降解影响不大，pH对2-氯酚的降解影响不大，表明真空紫外体系对酸碱有着一定的缓冲能力。同时2-氯酚在真空紫外体系下的降解符合拟一级动力学模型。利用Arrenius公式计算出的2-氯酚在真空紫外体系下的降解的表观活化能为Ea=（17.18±1.61）KJ·mol-1。
　　继续对真空紫外体系下2-氯酚的降解的机理进行简单的探索，实验表明，体系内羟基自由基的降解贡献远远超过还原性的活性物种，同时溶解氧的存在也使得真空体外体系下污染物的矿化过程大大加快。实验进一步通过竞争动力学确定了羟基自由基和2-氯酚的反应速率常数，从而求出此体系下的羟基自由基的产生速率，实验进一步测定了真空紫外光的入射强度为I0=(1.68±0.03)×10-7Einstein·s-1。
　　真空紫外体系对于卤代酚的降解规律如下：就卤素取代位置而言：对位最快，临间位较慢；就卤素取代数目而言：卤素取代数目越多，降解速度越慢；就卤素元素而言：氯酚快于溴酚快于碘酚。同时卤乙酸在真空紫外体系下的降解也十分显著。在不同的实际水体里，卤代酚类亦能够有很好的降解效果，水中的物质对真空紫外体系去除有机物的效率有着明显的影响。
　　真空紫外体系就成本而言，虽然要比紫外过氧化氢的成本要高，但是仍在标准线以下，由于其在应用过程中不需要添加任何化学药剂，所以其在饮用水终端上的应用是很有前景的。另外，改变反应器的设计可能可以使得真空紫外体系可以发挥更大的潜能，使其成本进一步降低。

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作者
迟惠中;
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作者单位

哈尔滨工业大学;

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授予单位哈尔滨工业大学;
学科市政工程
授予学位硕士
导师姓名马军;
年度 2015
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类净水工程（给水处理）;
关键词
卤代有机物; 真空紫外; 羟基自由基; 高级氧化; 消毒副产物; 降解效果;

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