高塩分有機廃水処理における紫外線超音波フェントン協同高度酸化処理の性能とメカニズム

WANG Xingqi ,  

RAHAMAN Md. Hasibur ,  

ZHAI Jun ,  

摘要

従来の高塩分有機廃水処理における薬剤消費量の多さ、反応選択性の低さ、および高塩分による抑制問題を解決するために、パイロットスケールの紫外線超音波フェントン協同(UV-US-Fenton)高度酸化システムを構築した。一般的なフェントン(Fenton)、超音波フェントン(US-Fenton)、紫外線フェントン(UV-Fenton)プロセスを対照として、分光法とフーリエ変換イオン循環共鳴質量分析(FT-ICR MS)技術を組み合わせ、高塩分廃水中の溶存有機物(DOM)の処理性能、スペクトル変化、および分子変換メカニズムを探究した。結果はUV-US-Fentonプロセスが最も優れた分解性能を示し、最適条件下でCODおよびTOCの除去率はそれぞれ73.84%、70.62%に達し、紫外線吸光度を著しく低減し、各種蛍光成分を完全に除去したことを示した。DOM成分の層別解析では、原水で13595種類のDOM分子が検出され、CHON及びCHONSが優勢なサブクラスであった。UV-US-Fenton処理後、累積除去したDOM分子数は最多で7189種類に達した。排水中のDOM修正芳香族指数(AIₘₒd)および二重結合当量(DBE)はそれぞれ0.217、5.911に低下し、酸素対炭素比(O/C)、炭素酸化状態(NOSC)、水素対炭素比(H/C)はそれぞれ0.50、0.156、1.358に上昇し、系の芳香族性と不飽和度が著しく低下した。酸素付加反応はUV-US-Fentonプロセスの主要反応であり、本プロセスは含窒素官能基の転換を著しく強化できる。

关键词

高塩分有機廃水;フェントンプロセス;溶存有機物(DOM);フーリエ変換イオン循環共鳴質量分析;分子変換

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