一种高级氧化水处理系统羟自由基捕获检测方法

摘要

一种高级氧化水处理系统羟自由基捕获检测方法，属于高级氧化水处理应用技术领域，该方法依据相同应用系统等比结构水力空化反应器在气液注入比相同时混溶效果相同的技术原理，建立高级氧化水处理系统羟自由基捕获检测装置，采用该装置，以4-羟基苯甲酸为羟自由基捕获剂，对水力空化协同高浓度活性氧高级氧化水处理系统产生的羟自由基进行模拟捕获，再利用高效液相色谱分析仪对4-羟基苯甲酸及其羟基化产物3,4-二羟基苯甲酸进行分析，进而间接测定水力空化协同高浓度活性氧高级氧化水处理系统中的羟自由基含量。该方法减少了捕获剂4-羟基苯甲酸用量，降低了高级氧化水处理工程羟自由基检测成本，提升了高效液相色谱羟自由基检测与分析方法的适用性。

主权项

一种高级氧化水处理系统羟自由基捕获检测方法，该方法通过高级氧化水处理系统羟自由基捕获检测装置和高效液相色谱分析仪实现，高级氧化水处理系统羟自由基捕获检测装置用于捕获水力空化协同高浓度活性氧高级氧化水处理系统产生的羟自由基，高效液相色谱仪用于检测4‑羟基苯甲酸与羟自由基反应产物3,4‑二羟基苯甲酸；其特征在于：水力空化协同高浓度活性氧高级氧化水处理系统包括高浓度活性氧发生器、高频高压激励电源、富氧发生器、气体调节阀、气体流量计、水力空化气液混溶器、水阀、微絮凝反应器、微絮凝控制器、主水泵、过滤器、液体流量计、入口液压表、出口液压表和延时反应器；水力空化气液混溶器将高浓度活性氧发生器产生的高浓度活性氧与待处理水充分混溶，混溶过程形成的水力空化效应促使气液混溶器内形成数量庞大的微型空化气泡，微型空化气泡的直径在0.2～0.3μm，借助微型空化气泡内形成的局域高温高压强化活性氧在水中转化羟自由基链反应的进行；微絮凝反应器用于将絮凝剂注入到待处理水体并充分反应，增大水体中胶体等颗粒物的尺寸，絮凝剂的投加量依据水质状况通过微絮凝控制器控制调节；过滤器用于去除絮凝后的颗粒物；水力空化协同高浓度活性氧高级氧化水处理系统中水阀、微絮凝反应器、主水泵、过滤器、液体流量计、水力空化气液混溶器、延时反应器之间的水路连接采用不锈钢管或PVC管路；富氧发生器、气体调节阀、气体流量计、水力空化气液混溶器之间的气路连接采用聚四氟乙烯软管；水力空化气液混溶器是一个断面缩窄的圆形管道，管道缩窄处开有2～7mm的狭缝，狭缝长度与缩窄处的管道内径相同；依据水力空化气液混溶器等比缩减原理构成的高级氧化水处理系统羟自由基捕获检测装置包括：微型水力空化气液混溶器、水路分流接口、液体流量计、捕获剂投加器、加压泵调控器、加压泵、入口液压表、出口液压表、小型延时反应器、终止剂投加器、出口压力调节阀、废水储存箱、取样口和气路分流接口；高级氧化水处理系统羟自由基捕获检测装置安装有微型水力空化气液混溶器，微型水力空化气液混溶器与水力空化协同高浓度活性氧高级氧化水处理系统中的气液混溶器具有相同的结构，其缩窄段管道长度、断面直径等依据等比缩减原理缩减，缩减比例决定于水力空化协同高浓度活性氧高级氧化水处理系统水处理量的大小，水处理量越大，缩减比例越大，反之越小；微型水力空化气液混溶器用于将水力空化协同高浓度活性氧高级氧化水处理系统分流而来的注入了过量捕获剂4‑羟基苯甲酸的水与水力空化协同高浓度活性氧高级氧化水处理系统分流而来的高浓度活性氧充分混溶，在混溶过程中将产生的羟自由基捕获，注入的4‑羟基苯甲酸浓度为100mM，注入流量为检测水流量的1％；高级氧化水处理系统羟自由基捕获检测装置要求使用的微型水力空化气液混溶器通过的水流量控制在2～3L/min，微型水力空化气液混溶器入水口压力与水力空化协同高浓度活性氧高级氧化水处理系统中的水力空化气液混溶器入水口压力相同，微型水力空化气液混溶器出水口压力与水力空化协同高浓度活性氧高级氧化水处理系统中的水力空化气液混溶器出水口压力相同，微型水力空化气液混溶器的气液注入体积比与水力空化协同高浓度活性氧高级氧化水处理系统中的水力空化气液混溶器的气液注入体积比相同，微型水力空化气液混溶器的入水口压力通过加压泵调控器控制加压泵调节，微型水力空化气液混溶器的出水口压力通过小型延时反应器出口压力调节阀调节，气液注入比通过水力空化协同高浓度活性氧高级氧化水处理系统中的气体分流调节阀调节；终止剂投加器连接到小型延时反应器上，用于向小型延时反应器内投加终止剂硫代硫酸钠，终止水中的残余氧化剂；废水储存箱用于储存实验过程中排除的含有捕获剂4‑羟基苯甲酸的废水；高级氧化水处理系统羟自由基捕获检测装置的水路分流接口、液体流量计、捕获剂投加器、加压泵、微型水力空化气液混溶器、小型延时反应器、废水储存箱、取样口之间的水路连接采用不锈钢管或PVC管路；微型水力空化气液混溶器与气路分流接口之间气路连接采用聚四氟乙烯软管；高级氧化水处理系统羟自由基捕获检测装置获得的水样在小型延时反应器出口管路获得，获得样品通过高效液相色谱仪测定3,4‑二羟基苯甲酸的含量，通过高效液相色谱测定反应产物3,4‑二羟基苯甲酸的浓度，经计算得到羟自由基的浓度。