以过硫酸盐为氧化剂的微波高级氧化技术在杀菌方面的应用

第31卷第5期高校化学工程学报No.5Vol.312017年10月JournalofChemicalEngineeringofChineseUniversitiesOct.2017文章编号：1003-9015(2017)05-1225-07以过硫酸盐为氧化剂的微波高级氧化技术在杀菌方面的应用丁昭霞1,2,苑晨1,麦正军2,刘杰2,龙天渝1(1.重庆大学城市建设与环境工程学院,重庆400044;2.陆军勤务学院军事设施系,重庆401311)摘要：过硫酸氢钾(Oxone，2KHSO5KHSO4K2SO4)和过硫酸钾(K2S2O8)均能在微波作用下产生硫酸根自由基，但二者生成的硫酸根自由基的原理和杀菌效果一直未被深入研究。论文考察了Oxone和过硫酸钾在有无微波存在的情况下对压载水中微生物的杀灭率，比较了微波-Oxone和微波-过硫酸钾的杀灭率，并探讨了二者生成硫酸根自由基原理。结果表明：当微波密度为0.042Wcm3，辐射50s时，Oxone在投加量为15mgL1的条件下，杀灭率即达到了100%，而过硫酸钾的杀灭率仅为78.53%。与传统氯消毒工艺比较，微波-Oxone法杀菌用时短，效果好，没有消毒副产物生成。关键词：过硫酸氢钾；过硫酸钾；微波；硫酸根自由基；微生物中图分类号：R187.2文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1003-9015.2017.05.028MicrowaveAdvancedOxidationTechnologiesUsingOxidizerPersulfateandtheirApplicationinSterilizationDINGZhao-xia1,2,YUANChen1,MAIZheng-jun2,LIUJie2,LONGTian-yu1(1.UrbanConstructionandEnvironmentalEngineering,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China;2.DepartmentofMilitaryInstallation,ArmyLogisticsUniversity,Chongqing401311,China)Abstract:Potassiumperoxymonosulfate(Oxone,2KHSO5KHSO4K2SO4)andpersulfate(K2S2O8)canformsulfateradicalsundermicrowave.However,mechanismandsterilizationefficiencyofsulfateradicalsarenotwellstudied.Inthiswork,sterilizationefficiencyofOxoneandK2S2O8withandwithoutmicrowavetreatmentswerestudiedandcompared,andformationmechanismofsulfateradicalswerediscussed.Theresultsshowthatwhenstudiedundermicrowavedensityof0.042Wcm3,radiationtimeof50secondsandOxoneconcentrationof15mgL1,thesterilizationefficiencyofmicrowave-Oxoneandmicrowave-K2S2O8are100%and78.53%,respectively.Microwave-Oxoneisbetterthantraditionalchlorinedisinfectionmethodsintreatingballastwaterwithshortertime,higherefficiencyandnodisinfectionbyproducts.Keywords:peroxymonosulfate;persulfate;microwave;sulfateradicals;sterilization1前言高级氧化技术[1,2]又称做深度氧化技术，以产生具有强氧化能力的自由基[3~5]为特点，在高温高压、电、声、光辐照、催化剂等反应条件下，使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质。该技术因其具有处理效果好，成本低，不产生二次污染，反应易控等特点，被广泛应用于很多领域[6]。而微波技术[7,8]具有可加快反应速度，降低反应活化能等特点。因此，将微波技术与高级氧化技术结合，利用收稿日期：2016-03-29；修订日期：2016-06-30。基金项目：国家自然科学基金(51508564)；后勤科研计划项目(CY113C008)。作者简介：丁昭霞