A Novel UVA/ClO2 Advanced Oxidation Process for the Degradation of Micropollutants in Water

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作者
Jiadong Peng,Ran Yin,Xin Yang,Chii Shang
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:56 (2): 1257-1266 被引量:62
标识
DOI:10.1021/acs.est.1c05133
摘要

Ultraviolet (UV)-based advanced oxidation processes (AOPs) are increasingly used for the degradation of micropollutants in water and wastewater. This study reports a novel UVA/chlorine dioxide (ClO2) AOP based on the photolysis of ClO2 using energy-efficient UV radiation sources in the UVA range (e.g., UVA-LEDs). At a ClO2 dosage of 74 μM (5.0 mg L–1 as ClO2) and a UV fluence at 47.5 mJ cm–2, the UVA365/ClO2 AOP generated a spectrum of reactive species, including chlorine oxide radicals (ClO•), chlorine atoms (Cl•), hydroxyl radicals (HO•), and ozone at a concentration of ∼10–13, ∼10–15, ∼10–14, and ∼10–7 M, respectively. A kinetic model to simulate the reactive species generation in the UVA365/ClO2 AOP was established, validated against the experimental results, and used to predict the pseudo-first-order rate constants and relative contributions of different reactive species to the degradation of 19 micropollutants in the UVA365/ClO2 AOP. Compared to the well-documented UVC254/chlorine AOP, the UVA365/ClO2 AOP produced similar levels of reactive species at similar oxidant dosages but was much less pH-dependent and required much lower energy input, with much lower formation of chloro-organic byproducts and marginal formation of chlorite and chlorate.
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