污泥生物炭活化过硫酸盐降解磺胺嘧啶的研究

摘要

以污水处理厂二沉池污泥为原材料热解制备生物炭,通过扫描电镜、比表面积及孔径分析仪、X射线衍射仪及X射线光电子能谱仪等对生物炭物化性质进行表征。构建污泥生物炭/过硫酸盐体系并将其用于磺胺嘧啶的降解去除,探究投加量、温度和pH值等反应条件对磺胺嘧啶去除的影响,分析了该体系中磺胺嘧啶的去除机制。结果表明,热解使得污泥孔隙结构和表面组成发生一定变化;高温(700℃)热解制备的污泥生物炭具有更好的过硫酸盐活化效能;升高温度有利于磺胺嘧啶的降解去除;在pH值(3.8~8.8)、氯离子浓度(0~10 mmol·L^(-1))和硫酸根离子浓度(0~10 mmol·L^(-1))范围内,体系对磺胺嘧啶都能保持较高的去除效率;高浓度(10 mmol·L^(-1))碳酸根、碳酸氢根和磷酸氢根离子对体系产生一定的抑制作用;高浓度(10~100 mg·L^(-1))腐殖酸会明显抑制磺胺嘧啶的降解,但实际水环境对体系的影响不大;活性氧物种猝灭试验和电子顺磁共振(EPR)检测证明在该体系降解磺胺嘧啶过程中自由基发挥了主要作用。