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在众多的深度处理工艺中,臭氧氧化工艺由于其自身优点在国内外得到了广泛的应用和推广。但水源水中若有一定浓度的溴离子存在,臭氧处理就会生成致癌物溴酸盐,目前已成为臭氧氧化工艺技术亟待解决的问题。本研究以黄河滤后水和去离子水配水为试验用水,比较单独臭氧和催化臭氧氧化过程中BrO3-的生成情况,探讨催化臭氧化工艺对BrO3-生成的影响,并着重揭示其抑制BrO3-生成的机理,研究结果表明:
在催化臭氧化过程中,NiO、CuO、Fe3O4、Al2O3、Ce0.9Zr0.1O2的加入对BrO3-抑制率分别为34.0％、32.8％、29.2％、20.8％、49.0％。单独O3氧化黄河下游滤后水时,BrO3-生成主要是由直接-间接途径和间接-直接途径共同作用的结果。而Fe3O4催化臭氧化过程中,间接.直接途径是BrO3-生成的主要途径,反应过程中·OH的浓度增加,部分用于氧化水中的有机物,对UV254降解率提高到60.7％,Fe3O4催化臭氧氧化既能够抑制BrO3-的生成,又能够提高对有机物的去除率。CeO2存在下的臭氧催化氧化减少溴酸盐生成的作用是由于其抑制了溴酸盐生成的直接途径即臭氧途径,对自由基氧化溴离子和次溴酸的过程并不能产生影响或者影响不明显,即CeO2对溴酸盐的抑制作用与其本身表面性质有关。
通过共沉淀法制备的Ce0.75Zr0.25O2催化剂在催化臭氧氧化过程中,Rct值基本维持在10-7数量级,且随反应时间的延长而降低,在反应过程中Rct值的变化明显可分为2个阶段,且在整个反应过程中Ce0.75Zr0.25O2催化臭氧的Rct小于单独臭氧氧的Rct。投加Ce0.75Zr0.25O2催化剂后,在催化臭氧氧化过程中间接-直接途径成为BrO3-生成的主要途径,且通过实验证明Ce0.75Zr0.25O2催化剂的投加增加了催化臭氧氧化过程中·OH的量。催化剂表征结果表明:Ce-Zr复合催化剂的比表面积与其在催化臭氧氧化过程中对溴酸盐的抑制效果没有明显的线性相关性；Zr比例成分是影响Ce-Zr复合催化剂XRD峰型的决定因素；催化剂等电位点与介质pH值越接近,其在催化臭氧氧化过程中对溴酸盐的抑制效果越明显。