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农药污染成为近年来水环境保护领域的研究热点,其化学性质稳定、不易被降解、易挥发和残留期长等特点,使得常规的处理方法对于农药类有机物的处理效果非常有限,因此,如何有效地去除水体中难降解有机物成为目前水处理过程中的一个重要方向。 本文主要选择两种农药扑草净和麦草畏作为目标反应物,分别采用O3、O3/H2O2以及催化臭氧化技术对其进行降解研究,摸索不同反应影响因素对农药类有机物降解的影响,并进行了降解动力学研究,探讨了O3、O3/H2O2氧化体系中,直接氧化和间接氧化的作用,以期对实际农药类有机物污染处理提供理论依据。具体研究内容及结论如下: (1)研究过氧化氢投量、臭氧投量、pH值、反应温度和有机物初始浓度等条件对扑草净和麦草畏去除效果的影响。发现有机物的去除效果随过氧化氢投量、pH值、反应温度的增加,均出现先增加后减少的现象,即均存在一个最佳值。而且随臭氧投量的增加、有机物初始浓度降低,有机物降解速率提高。 (2)研究腐殖酸、碳酸氢根以及叔丁醇对扑草净和麦草畏去除效果的影响。随着腐殖酸浓度和碳酸氢根浓度的增大,其对扑草净和麦草畏去除的抑制作用增强;同样随着叔丁醇浓度的增大,其对扑草净和麦草畏的去除的抑制作用也在增强,但是对于扑草净来说叔丁醇的抑制作用不明显,而对麦草畏有明显的抑制作用。 (3)通过投加自由基抑制剂叔丁醇和进行苯酚竞争反应,研究了O3、O3/H2O2氧化体系中直接和间接反应动力学,得出总反应动力学。结果表明:O3体系中直接氧化是降解扑草净的主要步骤,而O3/H2O2体系中间接氧化所占的比重要略高于直接氧化。而在O3/H2O2氧化降解麦草畏体系中,间接氧化间接氧化是降解麦草畏的主要步骤。 (4)研究发现过氧化氢的浓度变化与过氧化氢投加量、臭氧投加量、pH值、反应温度、麦草畏初始浓度均有关,在实验中发现单独臭氧氧化过程有过氧化氢产生。而且在整个处理过程中,仅有少量的过氧化氢参与催化氧化反应,而大部分的过氧化氢仍然残留于水中。 (5)考察对比单独的羟基氧化铁和负载型催化剂,证实活性炭为最佳催化剂载体。负载了羟基氧化铁的活性炭与O3/H2O2体系联用后对麦草畏的去除效果最好,且随着催化剂投量和臭氧投量的增加,O3/H2O2/FeOOH+GAC体系中麦草畏去除率也增加,并且水中残余的过氧化氢的利用率也随着催化剂投量的增加而增加,说明该体系可以有效地利用O3/H2O2氧化体系中残留的过氧化氢。