过流式UV/H2O2反应器中阿特拉津降解动力学的测定及模拟评估

紫外高级氧化工艺在降解去除水中微量有机污染物方面具有良好的应用前景,已有大量相关基础研究在实验室序批式反应器内完成,然而,在实际工程中采用的过流式反应器中的不同水流形态可能会对反应动力学和工艺效率产生影响.为此,采用过流式UV/H2O2反应器降解水中阿特拉津(ATZ),分别考察了H2O2浓度、反应器内径对ATZ降解效率和工艺经济性的影响,同时评估了稳态假设(SSA)模型在过流式UV/H2O2反应器中应用的可行性.结果 表明:过流式反应器中UV/H2O2工艺对ATZ有着良好的去除效果,降解过程基本符合拟一级反应动力学(R2＞0.95);虽然反应器内流态并非完全混合,SSA模型仍可准确预测反应器中目标污染物的降解,模拟和实验结果相对偏差绝大多数不超过20％;在考察的H2O2浓度范围内,随着浓度的增加,不同反应器中ATZ的降解速率均逐渐增大,特别在H2O2浓度为0.2 mmol·L-1时,内径为35 mm的反应器中ATZ降解速率常数达到5.8×10-2s-1,是单独UV辐照下的4倍以上.由于平均紫外强度的变化,增大反应器内径将导致ATZ基于时间的降解速率常数的降低,但对基于紫外剂量的速率常数影响不大.此外,EEO分析结果表明,增加H2O2浓度和增大反应器内径均可以降低ATZ去除的单位能耗.