远紫外/过氧乙酸与紫外254/过氧乙酸工艺中水基质对微污染物氧化的影响：动力学模型与机制解析

《Water Research》：Impact of Water Matrices on Micropollutant Oxidation by Far-UVC/Peracetic Acid versus UV 254/Peracetic Acid Processes: Kinetics Modeling and Mechanism

本文比较了UV222/PAA（过氧乙酸）与UV254/PAA工艺对微污染物的降解效能，揭示了水基质（如HCO3?、NO3?、DOM）通过抑制·OH（羟基自由基）生成、促进R-O·（有机自由基）转化等途径影响自由基动态的机制。研究发现UV222/PAA具更高氧化效率且更易受水基质干扰，但通过次级自由基（如CO3??、RCS、RNS）转化保持选择性降解能力，为实际水处理应用提供理论依据。

　　

章节亮点

化学品

实验所用化学品详见表S1。15种微污染物的结构与分类汇总于表S1及文本S1。实际二级出水样本采集自采用A²/O工艺的本地污水处理厂，水质参数见表S2。

实验流程

所有光化学实验均使用实验室级准直光束紫外装置（图S1）。两种紫外光源（UV₂₂₂与UV₂₅₄）分别照射含PAA（过氧乙酸）的水样，通过监测污染物浓度变化评估降解动力学。

UV₂₂₂对微污染物的强化光解作用

比较UV₂₂₂与UV₂₅₄照射下目标污染物的直接光解动力学。所有化合物均符合准一级降解动力学，UV₂₂₂的观测速率常数（k_obs）范围为0.004–0.284 min^?1，显著高于UV₂₅₄的0.0001–0.119 min^?1（表S5和图S2）。UV₂₂₂的辐射通量归一化速率常数较UV₂₅₄提升1.4–73.6倍（图1a），这归因于222 nm光子能量（539 kJ einstein^?1）更高，能更有效激发分子键断裂。

结论

KrCl*准分子灯作为紫外驱动高级氧化工艺（UV-AOPs）的光源前景广阔。本研究首次对比UV₂₂₂/PAA与UV₂₅₄/PAA过程的氧化性能及水基质对自由基动态的影响，揭示UV₂₂₂在污染物直接光解和自由基链式反应中的显著优势。