锰氧化物具有含量丰富、价格低廉和绿色安全等优点,被广泛用于生产生活中。此外,锰氧化物也能够高效活化过硫酸氢钾(PMS)生成硫酸根自由基(SO4·-),本论文就锰氧化物活化PMS技术在环丙沙星(CIP)去除和活性污泥预处理等应用方面进行了系统的研究:(1)相比于中性条件,酸性条件更加利于环丙沙星(CIP)的去除;在碱性条件下,CIP的降解速率会显著增加。Cl-和HCO3-对CIP的降解均呈双重影响。天然有机物(NOM)对CIP去除呈不利影响。通过UPLC-MS/MS检测到11种降解产物,其中五种产物的浓度呈单调增加的趋势,四种产物的浓度呈单调降低的趋势。哌嗪环的开环、羟基化反应以及F/OH取代反应被认为是CIP降解的三条重要降解路径。随着反应的进行,反应溶液的毒性持续降低,且较高的PMS浓度更利于降低反应溶液的毒性。通过三维荧光图谱观测到在天然水体背景下,α-MnO2/PMS体系对CIP的去除依旧高效。(2)在 4 mmol/g VSS KMnO4 和 3 mmol/g VSS PMS 混合投加下,污泥脱水性能得到明显改善,毛细吸水时间(CST)由原来的73.65 s降至24.65 s,污泥滤饼含水率由原来的78.96%降至70.47%。KMnO4协同PMS体系对污泥CST、滤饼含水率、Zeta电位、粒径、蛋白质和多糖含量等均会产生一定的影响。通过TEM和EDX观测发现,锰氧化物的生成是KMnO4联合PMS具有协同效应的内在原因,活化产生的SO4·-能够高效地破解胞外聚合物(EPS),改善污泥的脱水性能。