過硫酸鹽耦合體系凈水效果的研究進展

喬 林，王 寧，張可欣，劉秉濤

(華北水利水電大學(xué) 環(huán)境與市政工程學(xué)院，河南 鄭州 450011)

本文以PS的活化方法為切入點，以光活化、熱活化、過渡金屬活化、微波活化等活化方式為例，對其活化機理和理論成果進行分析探討，為更加成熟地運用于水處理的實際工程中提供借鑒與參考。

1 硫酸根自由基的特性

過硫酸鹽(PS)經(jīng)活化后產(chǎn)生的SO4-·是一種親電子試劑，偏摩爾勢能很高，也具有很強的化學(xué)反應(yīng)速率[1]。相比羥基自由基(·OH)而言，SO4-·在酸性和中性環(huán)境下的氧化還原電位更高，并且水體中大部分有機物能被SO4-·高效去除[4]。此外，SO4-·比·OH更加穩(wěn)定不易揮發(fā)、半衰期更長、pH值適用范圍更廣、與污染物質(zhì)接觸時間更長、可以氧化降解某些·OH無法氧化降解的有機污染物[5]。研究表明，SO4-·在凈水過程中與下列物質(zhì)的反應(yīng)順序為：非芳香族碳碳雙鍵有機物>芳香環(huán)上含π電子的物質(zhì)>含α-H物質(zhì)>含非α-H物質(zhì)，π電子與SO4-·的作用效果更好，但與α-H的作用能力弱于·OH[6]。對不同類型的有機廢水，SO4-·的作用機理也是不同的，與芳香族化合物之間的相互作用主要通過電子轉(zhuǎn)移進行；與醇類、烷烴、酯類、醚類等有機物的作用途徑是氫提取；與烯烴類物質(zhì)的化學(xué)作用主要是以加成的方式進行[5]。

2 過硫酸鹽活化方式

2.1 光活化

光活化主要是指過硫酸鹽在紫外光(UV)下的活化。一些學(xué)者還表明，陽光也能激活過硫酸鹽產(chǎn)生活性自由基。UV活化PS的機理如下所示[3]。

(1)

(2)

WANG等[7]率先發(fā)現(xiàn)銅綠微囊藻可以在UV-254/PS體系下得到去除，其去除率高達(dá)98.2%；增加PS劑量可以提高其去除率和藻類有機物的礦化程度；SO4……