不同光源紫外高级氧化工艺深度去除城镇污水厂出水中微量有机污染物的研究

基本信息
批准号:51878653
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:李梦凯
学科分类:
依托单位:中国科学院生态环境研究中心
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨腊祥,温栋,李钢
关键词:
高级氧化工艺微量有机污染物紫外线深度处理城镇污水厂
结项摘要

The control of trace organic contaminants (TOrC) in municipal sewage treatment plant (STP) effluents has attracted great attention. UV-based advanced oxidation processes (UV-AOP) has been regarded as an efficient technology for residual TOrC removal from STP effluents. Several lightsources have so far been applied practically; however, due to the lack of an applicable experimental apparatus and its associated comparison methodology, lightsource selection for various UV-AOPs has not yet been studied. In addition, because of the presence of complex components in STP effluents, different UV-AOPs are likely to have different reaction mechanisms for TOrC degradation. In this study, a mini-fluidic UV photoreaction system (MUPS) assembled with various lightsources and various on-line sample analysis instruments will be fabricated, and its associated comparison methodology will be developed. On that basis, TOrC removal in both pure water and STP effluents by various lightsoruces and UV-AOPs will be investigated so as to comparatively determine photochemical reaction parameters and energy consumptions as well as clarify TOrC degradation pathways and biological toxicity variations. By examining the interactions between UV-AOPs and the complex components of STP effluents, with particular focuses on the efficient photon absorption, oxidative radical utilization, and oxidative species formation from the effluent chromophoric components, high-efficiency UV-AOP will be developed for TOrC removal in STP effluents.

城镇污水处理中微量有机污染物(TOrC)的控制受到人们广泛关注,而基于紫外的高级氧化工艺(UV-AOP)被认为可有效降解污水厂出水中的TOrC。尽管目前已有多种紫外光源被应用,但由于缺乏合适的实验装置和对比方法体系,各工艺中光源选择的研究在国内外还未开展。此外,由于城镇污水厂出水成分复杂,因此不同光源UV-AOP降解TOrC也很可能存在不同的作用机制。本项目将研发配装不同光源的多光源细管流紫外反应系统并建立相应的对比方法体系,开展纯水和污水厂出水中不同光源、不同UV-AOP对TOrC的去除研究,对比不同光源、不同工艺的光化学反应参数和能耗,明确污染物降解途径和生物毒性变化。深入分析各UV-AOP与污水厂出水中复杂组份之间的作用机制,特别关注光子的有效吸收、氧化性自由基的利用率以及污水厂出水中光致氧化性基团的产生,进而研发强化去除污水厂出水中TOrC的高效UV-AOP。

项目摘要

城镇污水处理中微量有机污染物(TrOCs)的控制受到人们广泛关注,而基于紫外的高级氧化工艺(UV-AOPs)被认为可有效降解污水厂出水中的TrOCs。本研究在前期文献调研和分析的基础上,研发了配装可在线分光光度计的实验室不同光源细管流UV反应系统,并建立UV-AOPs不同光源对比方法体系。基于不同光源细管流UV反应系统,开展纯水和污水厂出水中不同光源、不同UV-AOPs对TrOCs的去除研究,对比不同光源、不同工艺的光化学反应参数和能耗,明确污染物降解途径和生物毒性变化。深入分析各UV-AOPs与污水厂出水中复杂组份之间的作用机制,特别关注光子的有效吸收、氧化性自由基的利用率以及污水厂出水中光致氧化性基团的产生,进而研发强化去除污水厂出水中TOrC的UV-AOP。针对实际中背景水基质难以逐项分析的难点,提出自由基氧化反应容量的概念,提出测定方法,并开发便携测试仪器。进而研发UV-AOPs放大方法,用于快速评估实际工程反应器的能耗。针对实际运行中可靠性较差的问题,提出测定UV辐射剂量的“探头-模型法”和测定真空UV(VUV)辐射剂量的“H2O2生成法”。在实际工程中开展测试,并探讨不同测试方法的优劣,保障UV-AOPs实际运行可靠性。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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