Deployment of Selective Water Treatment Technology Using Sulfate Radicals to Control Disinfection Byproducts

部署使用硫酸盐自由基控制消毒副产物的选择性水处理技术

基本信息

批准号：
22H01629
负责人：
酒井宏治
金额：
$ 11.48万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01629/
关键词：
紫外線水処理

项目摘要

オゾンや紫外線過酸化水素(UV/H2O2)処理で生成するOHラジカルは、高い酸化力で難分解性の有機物を酸化分解する処理であり、高度水処理手法として、用排水システムにおける健康リスクの低減に効果を上げてきた。だが、無差別/非選択的な反応に起因する、発がん性物質臭素酸の生成など、新たな課題が散見されている。そこで本研究では、OHラジカルと比較して反応に選択性がある硫酸ラジカルを利用し、水処理に用いた際の反応の選択性を明らかにすることを目的とした。具体的には、NOMサンプルは、2022年3月、6月、9月、12月にダム湖から採取した。また、NOMの代表として、Suwannee River（SR）フミン酸標準を使用した。試料はあらかじめ0.45μmのPTFE膜で濾過した。SR-フミン酸溶液は、4 mg C/Lとして調製した。DOCの分解に対するUV/PSとUV/H2O2の効果について比較したところ、試料の種類にかかわらず、全体的にUV/PSの方が有機物を分解する可能性が高いことが示された。UV/PSは3000mJ/cm2の照射量でほぼ完全に無機化されたのに対し、UV/H2O2は6000mJ/cm2の照射量でもほとんどDOCを減少させることができなかった。また、UV254、DON、EEMもUV/PSの方がUV/H2O2よりも明らかに減少した。また、今後検討対象とする消毒副生成物についても検討を行い、含窒素消毒副生成物の一つであるハロアセトニトリルを検討対象とすること、また、その中では、臭素系副生成物の含有比率などについても着目して検討することとした。さらに、未知の消毒副生成物の分析について、高分解能質量分析計を用いた分析方法の検討を進めた。

臭氧和过氧化紫外氢（UV/H2O2）处理的OH自由基是具有高氧化能力的氧化且分解的有机物，作为一种先进的水处理方法，它们有效地降低了废水系统中的健康风险。然而，正在看到新的挑战，例如由不加区别/非选择性反应引起的致癌溴的产生。因此，这项研究旨在通过利用硫酸盐自由基来阐明在水处理中使用反应的选择性，与OH自由基相比，反应具有选择性。具体而言，NOM样品于3月，6月，9月和2022年从DAM Lakes收集。此外，Suwannee River（SR）腐殖酸标准被用作NOM的代表。通过0.45μMPTFE膜预先过滤样品。将SR-Humic Acid溶液作为4 mg C/L制备。比较UV/PS和UV/H2O2对DOC分解的影响表明，无论样品类型如何，UV/PS更可能整体分解有机物。 UV/PS几乎以3000 MJ/cm2的辐照量完全矿化，而UV/H2O2也几乎无法减少DOC，即使以6000 MJ/cm2的辐射量。此外，与UV/PS相比，UV254，DON和EEM的UV/PS也明显下降。此外，将来将考虑将考虑的消毒剂副产品，并且考虑到卤代乙腈（含氮的消毒剂副产品之一）的考虑，基于溴的副产品的含量比也将集中在考虑上。此外，研究了使用高分辨率质谱仪的分析方法，以分析未知的消毒剂副产品。