[发明专利]紫外/过硫酸钠去除二级出水中人工甜味剂的降解预测方法

说明书

本发明公开了一种紫外/过硫酸钠去除二级出水中人工甜味剂的降解预测方法，包括以下步骤：(1)根据HCO₃^‑、Cl^‑、NO₃^‑、腐殖酸在实际水体中浓度设计响应面；(2)向模拟水中加入人工甜味剂，利用紫外/过硫酸钠高级氧化工艺进行氧化降解；(3)根据人工甜味剂去除率，使用Design Expert拟合模型方程。本发明方法可以通过建立模型模拟二级出水中人工甜味剂在紫外/过硫酸钠高级氧化工艺中的去除效果，进而判断工艺去除效果的可行性，有效减低小试成本。

技术领域

本发明涉及污水净化处理技术领域，具体是涉及紫外/过硫酸钠去除二级出水中人工甜味剂的降解预测方法。

背景技术

人工甜味剂是食品添加剂的一种，被广泛应用于食品、饮料、药物和个人护理品行业中。常见的7种人工甜味剂为安赛蜜(ACE)，三氯蔗糖(SUC)，糖精(SAC)，甜蜜素(CYC)，阿斯巴甜(ASP)，纽甜(NEO)和新橙皮二氢查尔酮(NHDC)，其中ACE和SUC在环境中检出率较高。目前的研究表明，大部分人工甜味剂都不会被人体降解，会随着尿液、粪便排出体外进入环境水体中，其中污水处理厂是人工甜味剂的主要聚集地。人工甜味剂已成为一种新型的污染物而受到广泛的关注，现有研究表明人工甜味剂会对斑马鱼、大型蚤、浮萍等水生生物产生生态毒性。因此，需要关注污水处理厂中人工甜味剂的去除。

目前的一些深度处理工艺中，活性炭吸附、混凝沉淀、氯化消毒对人工甜味剂只有有限的去除效果，而UV消毒仅对安赛蜜有去除效果。臭氧高级氧化工艺在实际污水处理厂的投加剂量和接触时间下，也只能部分去除人工甜味剂。紫外/过硫酸钠是一种有效的高级氧化技术，可以有效去除水中有机物。本文发明一种基于响应面反应的模型公式，用公式模型去预测紫外/过硫酸钠系统中人工甜味剂的降解效果。

发明内容

本发明目的是提供一种紫外/过硫酸钠去除人工甜味剂的降解预测方法，可以根据水中物质的浓度去预测人工甜味剂在二级出水中的降解效率，从而评估紫外/过硫酸钠工艺对该种工艺去除人工甜味剂的可行性。

本发明的技术方案是：

一种紫外/过硫酸钠去除二级出水中人工甜味剂的降解预测方法：包括以下步骤：

S1：根据几种实际水体中HCO₃^-、Cl^-、NO₃^-、腐殖酸浓度，基于响应面Box-Benhnkendesign(BBD)原理，以HCO₃-(x₁)、Cl^-(x₂)、NO₃^-(x₃)、腐殖酸(x₄)浓度为自变量，分别设计这四个变量在高、中、低三个水平浓度，利用Design Expert 10.0软件设计四因素三水平的实验方案，整个设计包括29个实验点，设计五个重复中心；

S2：根据响应面设计的实验方案，向纯水中投加HCO₃^-、Cl^-、NO₃^-、腐殖酸制成模拟废水，并向水中加入固定浓度的人工甜味剂和Na₂S₂O₈，且使得Na₂S₂O₈与甜味剂的摩尔浓度比为10:1；然后将溶液放入光反应器中进行光反应，通过电磁搅拌而保持均匀；进行UV光照一段时间，最后加入过量的重量比为1.5％的NaNO₂以终止反应；