[发明专利]UV/H2O2降解水中典型有机物反应速率常数的测定方法

摘要

本发明公开了一种实际水中UV/H₂O₂降解典型有机物反应速率常数的测定方法，包括：(1)采用配套UV/H₂O₂高级氧化装置开展静态实验；(2)配套UV/H₂O₂高级氧化装置，为静态实验装置；(3)实际水中UV/H₂O₂降解UV₂₅₄的一级反应动力学常数测定；(4)实际水中UV₂₅₄降解的二级反应动力学常数测定；(5)竞争动力学模型；(6)实际水中UV₂₅₄和典型有机物C的一级反应动力学常数测定r_UV和r；(7)典型有机物的二级反应动力学常数测定。本发明量化了实际水中NOM、无机离子等对典型痕量有机物的降解速率影响，为UV/H₂O₂高级氧化工艺实际应用提供了理论支持和工艺参数设计依据。

主权项

1.一种实际水中UV/H₂O₂降解典型有机物反应速率常数的测定方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采用配套UV/H₂O₂高级氧化装置开展静态实验；首先测定实际水中UV/H₂O₂降解UV₂₅₄的一级反应动力学常数，其相关系数r≮0.95；其次以硝基苯NB为参比，测定UV₂₅₄和NB的一级反应动力学常数，采用竞争动力学方法测定实际水中UV₂₅₄降解的二级反应动力学常数；再次采用实际水加标测定UV₂₅₄和典型有机物的一级反应动力学常数，其相关系数r≮0.95；最后以测定实际水中UV₂₅₄为参比，采用竞争动力学方法测定典型有机物的二级反应动力学常数；(2)所述配套UV/H₂O₂高级氧化装置，为静态实验装置，使用前，依次用纯水和待处理水冲洗整个循环系统并且排水，再次加入待处理水；启动水泵，加入所需浓度的H₂O₂，循环后取样；启动紫外线反应器，同时开始计时并分别取样，加入过氧化氢酶中止反应；试验结束后，先停止紫外线反应器；再停止水泵，排空反应器和水罐中的水，重复下一次试验；(3)所述实际水中UV/H₂O₂降解UV₂₅₄的一级反应动力学常数测定，采用步骤(2)所述配套UV/H₂O₂高级氧化装置及步骤开展静态试验，加入一定浓度的过氧化氢，在不同时间下取样测定其UV₂₅₄，按一级动力学方程拟合，若其相关系数r≮0.95，则方程斜率即为UV₂₅₄的一级反应动力学常数；若其相关系数r<0.95，则调整加入过氧化氢浓度和取样时间，重新试验；(4)所述实际水中UV₂₅₄降解的二级反应动力学常数测定，以基本不被光降解的硝基苯NB，k_OH，NB＝4.0×10⁹M^‑1s^‑1为参比，根据步骤(3)确定过氧化氢浓度和取样时间，测定NB及UV₂₅₄的表观一级反应动力学常数r_NB和r_UV，采用竞争动力学方法测定实际水中UV₂₅₄降解的二级反应动力学常数k_OH,UV；(5)竞争动力学模型如下：实际水中UV₂₅₄的直接光降解过程由下式表示：式中，k_d表示实际水中UV₂₅₄直接光降解过程中的表观一级反应动力学常数，k_s，UV表示实际水的比吸光率Emol^‑1s^‑1，Φ_UV表示实际水的光量子产率；忽略NB的直接光降解作用，则UV/H₂O₂降解UV₂₅₄与NB的过程可以通过下式表示：r_UV＝k_OH,UV[OH]_SS+k_s,UVΦ_UVf_UV                           (式2)r_NB＝k_OH,NB[OH]_ss                                      (式3)实际水对UV₂₅₄的辐射吸收比率通过下式表示：假设[OH]ss是近似的稳态综合(式1)、(式2)、(式3)、(式4)式子可以得出：式中，k_OH，NB＝4.0×10⁹M^‑1s^‑1，r_NB和r_UV为测定的UV/H₂O₂降解实际水中NB及UV₂₅₄的表观一级反应动力学常数，k_d,UV为实际水直接光降解过程中的UV₂₅₄表观一级反应动力学常数，f_UV为实际水对UV₂₅₄辐照的吸收比率；(6)所述实际水中UV₂₅₄和典型有机物C的一级反应动力学常数测定r_UV和r_C，采用步骤(2)所属设备及步骤开展静态试验，采用步骤(3)所属方法测定；(7)所述典型有机物的二级反应动力学常数测定，以测定实际水中UV₂₅₄为参比k_OH,UV替代NB，采用步骤(4)所述竞争动力学方法和步骤(5)所述竞争动力学模型测定；式中，k_OH,UV＝3.2×10⁹M^‑1s^‑1，r_C和r_UV为测定的UV/H₂O₂降解实际水中C及UV₂₅₄的表观一级反应动力学常数，k_d,C为C直接光降解过程中的UV₂₅₄表观一级反应动力学常数，f_C为C对UV₂₅₄辐照的吸收比率。