Эффективность и механизмы совместной ультрафиолетовой и ультразвуковой технологии Фентона для обработки органических сточных вод с высоким содержанием солей
Для решения проблем высокого расхода реагентов, низкой селективности реакции и подавления высокой солености при традиционной обработке органических сточных вод с высоким содержанием солей была создана установка пилотного масштаба с совместным воздействием ультразвука и ультрафиолета в процессе Фентона (UV-US-Fenton) для передовой окислительной обработки. В качестве контроля использовались обычный процесс Фентона (Fenton), ультразвуковой Фентон (US-Fenton) и ультрафиолетовый Фентон (UV-Fenton). С применением спектроскопии и технологии ионно-циклотронного резонансного масс-спектрометра с преобразованием Фурье (FT-ICR MS) исследовались характеристики удаления растворимых органических веществ (DOM) в сточных водах с высоким содержанием соли, изменения спектров и молекулярные механизмы преобразования. Результаты показали, что процесс UV-US-Fenton обеспечивал наилучшие показатели деградации: при оптимальных условиях удаления COD и TOC достигали 73,84% и 70,62% соответственно, существенно снижая ультрафиолетовое поглощение и полностью удаляя все классы флуоресцентных компонентов. Анализ состава DOM на молекулярном уровне выявил 13595 видов молекул DOM в исходной воде, преимущественно подклассы CHON и CHONS; после обработки UV-US-Fenton было удалено наибольшее количество молекул DOM — 7189 видов. Модифицированный индекс ароматичности (AIₘₒd) и эквивалент двойной связи (DBE) в вышедшей воде снизились до 0,217 и 5,911 соответственно, тогда как отношение кислорода к углероду (O/C), степень окисления углерода (NOSC) и отношение водорода к углероду (H/C) повысились до 0,50, 0,156 и 1,358 соответственно, что указывает на значительное снижение ароматичности и степени ненасыщенности системы. Введение кислорода — доминирующая реакция процесса UV-US-Fenton, при этом этот процесс значительно усиливает преобразование азотсодержащих функциональных групп.
关键词
органические сточные воды с высоким содержанием солей; процесс Фентона; растворимые органические вещества (DOM); ионно-циклотронный резонансный масс-спектрометр с преобразованием Фурье; молекулярные преобразования