Desempeño y mecanismo del tratamiento avanzado de oxidación sinérgico UV-ultrasonido Fenton para aguas residuales orgánicas de alta salinidad

WANG Xingqi ,  

RAHAMAN Md. Hasibur ,  

ZHAI Jun ,  

摘要

Para resolver los problemas de alto consumo de reactivos, baja selectividad de reacción y supresión por alta salinidad en el tratamiento tradicional de aguas residuales orgánicas de alta sal, se construyó un sistema de oxidación avanzada sinérgico a escala piloto que combina Fenton por ultrasonido y UV (UV-US-Fenton). Utilizando como controles los procesos Fenton convencional (Fenton), Fenton por ultrasonido (US-Fenton) y Fenton UV (UV-Fenton), y combinando espectroscopía con espectrometría de masas de resonancia ciclotrónica de transformación de Fourier (FT-ICR MS), se investigó el rendimiento en el tratamiento de materia orgánica disuelta (DOM) en aguas residuales de alta salinidad, los cambios espectrales y el mecanismo de transformación molecular. Los resultados mostraron que el proceso UV-US-Fenton presentó el mejor desempeño en la degradación, alcanzando tasas de eliminación de COD y TOC del 73.84% y 70.62% respectivamente en condiciones óptimas, pudiendo reducir significativamente la absorción ultravioleta y eliminar completamente todos los componentes fluorescentes. El análisis a nivel de componentes DOM mostró la detección de 13595 moléculas DOM en el agua cruda, predominando las subclases CHON y CHONS; tras el tratamiento UV-US-Fenton, se eliminó la mayor cantidad de moléculas DOM, alcanzando 7189 tipos. El índice de aromaticidad corregido (AIₘₒd) y el equivalente de dobles enlaces (DBE) del DOM tratado descendieron a 0.217 y 5.911 respectivamente, mientras que las proporciones de oxígeno a carbono (O/C), estado de oxidación del carbono (NOSC) e hidrógeno a carbono (H/C) aumentaron a 0.50, 0.156 y 1.358 respectivamente, mostrando una disminución significativa en la aromaticidad y la insaturación del sistema. La reacción de adición de oxígeno es la reacción dominante en el proceso UV-US-Fenton y este proceso puede fortalecer significativamente la transformación de grupos funcionales que contienen nitrógeno.

关键词

aguas residuales orgánicas de alta salinidad; proceso Fenton; materia orgánica disuelta (DOM); espectrometría de masas de resonancia ciclotrónica de transformación de Fourier; transformación molecular

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