| 题名 | 光电协同降解水中微量有机污染物的效能与机制研究 |
| 作者 | 宋强 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2003-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 曲久辉 |
| 关键词 | 光电协同 组合反应器 集成工艺 有机污染物 饮用水 水质净化 作用机理。 |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 中文摘要 | 根据光解和电解降解水中有机污染物的原理，将紫外光解．光催化和直流电解．电催化过程进行优化耦合，建立了光电协同处理饮用水中微量有机污染物的新型反应器和集成工艺。以邻氯酚(2-CP)为模型污染物，研究了相关要素对降解2-CP的影响机制和作用规律。 研究结果表明，紫外照射和直流电解是影响2-CP降解反应的2个主要因素。对于2-CP的初步分解反应，UV照射发挥主导作用， 而对于TOC去除， 则外加电压为控制条件，流速和温度以及污染物的初始浓度在实验条件下对光电协同降解2-CP的影响较小。这也说明在光电复合作用下，均相降解可能是重要的平行反应之一。 研究确定了光电协同处理含2-CP的微污染饮用水的优化条件为：同时施加5V的直流电压和253．7nm的紫外线照射(30w)，pH值为8，反应体系内通入氧气至饱和状态。在此优化条件下，30分钟内2-CP的去除率可达到50％，2．5小时内2-CP去除率可达到100％， 总有机碳(TOC)的去除率达到90％以上，并能最终实现其完全矿化。通过对几种自制电极进行光电协同的降解试验，发现电极材料中加入Sn02和过渡金属铈的氧化物，可使光电协同效应得到强化。 通过实验数据分析和理论分析，推测了光电协同降解有机污染物的机理。光电协同降解TOC的反应速率常数比单一光解和单一电解的降解速率常数之和高50％以上，呈现出显著的协同增效响应。光电协同过程的电流效率比同等条件下单一电解的电流效率高出近30％，进一步证明光电协同作用能够增大电解反应的效率。采用加入羟基自由基抑制剂的实验证明，光电协同过程中羟基自由基的反 应途径不仅存在而且对TOC的降解起重要作用。 研究表明，在光电协同作用下，紫外光的光解作用和电极电解作用对模型污染物的降解具有显著的协同效果，可能是通过对污染物的不同降解机理互补和光电激发形成自由基链反应所致。电极界面上发生的异相反应和溶液中发生的均相反应都可能是协同降解条件下的重要作用途径。 通过光电作用耦合， 研制出UV／在线发生03的高效一体化反应器，并将之与膜处理工艺组合，建立了优质饮用水饮用深度净化的工艺技术与设备系统，并在实际净水过程成功应用。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 水处理工程 |
| 公开日期 | 2011-12-08 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/2067]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 宋强. 光电协同降解水中微量有机污染物的效能与机制研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2003. |
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