在过去几十年中，环境中频繁检出的微量有机污染物（micro-organic pollutants，MOPs）对水生态系统安全构成的严重威胁受到人们的广泛关注。一 般而言，最常见的 MOPs 主要包括药物和个人护理品、内分泌干扰物、农药、多 氯联苯、多环芳烃、全氟化合物、表面活性剂以及微囊藻毒素等。研究发现，由 于绝大多数的 MOPs 具有较好水溶性和生化稳定性，因此传统的水处理技术很难 对其进行有效去除。作为一类新型水处理技术，基于真空紫外线（vacuum ultraviolet，VUV）的高级氧化技术（advanced oxidation processes，AOPs） （VUV-AOPs）具有反应时间短、污染物去除和矿化效率高、运行维护简单以及 生成副产物少等优点。目前，国内外关于 VUV-AOPs 的研究大部分尚停留在实 验室小试阶段，而其在中试甚至全尺寸规模应用的报道还较少。本文结合实验室 小试和现场中试研究，重点考察了代表性 VUV-AOPs 对不同水体中多种典型 MOPs 的降解特性，主要取得以下结论：

      VUV-AOPs 去除水中 MOPs 的实验室小试装置采用细管流 VUV/UV 光反应 系统。以超纯水为反应基质，对磺胺二甲基嘧啶（sulfamethazine，SMN）在 VUV/UV/芬顿（VUV/UV photo-Fenton，VPF）技术中的降解动力学进行了研究。 结果表明，与传统 UV/芬顿技术相比，VPF 技术能够显著强化 SMN 的降解和矿 化，这是因为 VUV 能够光解 H2O 和加速 Fe 3+ /Fe 2+氧化还原循环从而生成更多的 活性氧物种（reactive oxygen species，ROSs）。羟基自由基（HO●）和氢过氧自 由基（HO2●）是 VPF 技术降解 SMN 最关键的 ROSs。VPF 技术降解 SMN 的最 优 pH 和 H2O2浓度分别是 4.0 和 0.29 mM。SMN 在 VPF 技术中的降解速率常数 （k）随着 Fe 3+浓度的增大（1.0 µM‒0.5 mM）而增大。无机阴离子（NO3 ‒、HCO3 ‒ 和 Cl‒，每种 0‒5 mM）和腐殖酸（humic acid，HA，0‒25 mgC L ‒1）都会通过竞 争光子和淬灭 ROSs，进而在一定程度上抑制 SMN 的降解。SMN 的不同初始浓 度会通过改变直接光解和间接氧化对其降解的贡献占比，从而产生不同的降解机 理。当 SMN 浓度较低时（1.8 µM），SMN 降解主要由间接氧化贡献；而当 SMN 浓度较高时（90 µM），直接光解和间接氧化对 SMN 降解贡献都很重要。

      以经过基于超滤（ultrafiltration，UF）膜不同组合技术预处理的出水为反应 基质，对乐果（dimethoate，DMT）在 VUV/UV/H2O2 和 VUV/UV/chlorine 技术 下的降解动力学进行了研究。结果表明，基于 UF 膜的前处理技术对原水的水质 参数影响较为显著。在 H2O2体系（即 UV/H2O2和 VUV/UV/H2O2技术）下，DMT 的 k  在 不 同 水 体 中 的 大 小 排 序 与 其 在 chlorine 体 系 （ 即 UV/chlorine 和 VUV/UV/chlorine 技术）下不同，这主要是由 Fe 2+和 Fe 3+在两种体系所起的作用 不同导致。相较于 UV 辐照体系，VUV 光解 H2O 和氧化剂以及 VUV 促进 Fe 3+ /Fe 2+ 氧 化 还 原 循 环 生 成 更 多 活 性 物 种 可 以 显 著 强 化 DMT 的 降 解 。 同 时 ， VUV/UV/H2O2和 VUV/UV/chlorine 技术中氧化剂的加快消耗分别通过 VUV 促进 Fe 3+ /Fe 2+氧化还原循环和 VUV 直接光解氧化剂完成。chlorine 体系能更快降解 DMT 和氧化水体中的还原性物质，而 H2O2体系则更有利于水体中的 TOC 去除。

       以亚甲基蓝（methylene blue，MB）和 SMN 分别作为模型和验证污染物，研 究了内径（d）和流量（Q）对中试 VUV/UV 光反应器（pilot VUV/UV photoreactor， PVPR）性能的影响。结果表明，增大 Q 和改变（增大或减小）d 都能显著提升 PVPR 降解性能（42.8%–98.9%）。不同浓度氧化剂（H2O2、chlorine 和 PS）体 系中，MB 的 k随 d 的变化规律不同，这是因为较小浓度（14.7 μM）氧化剂体 系中的 k主要受 HO●自结合效率的影响，而较大浓度（147 μM）氧化剂体系中 的 k则主要受氧化剂对 UV 光子利用效率的影响。雷诺数对不同 VUV-AOPs 降 解性能的影响不同，且其对低浓度氧化剂体系降解性能影响大于高浓度氧化剂体 系。水力流态的改变或氧化剂的投加都可显著提升 PVPR 的降解性能和降低处理 成本，从而使其更富有应用前景。MB 和 SMN 降解动力学以及 H2O2生成动力学 结果不仅验证“HO●再结合抑制 VUV 技术效率”假说的正确性，而且还给 PVPR 性能优化选择方案提供了参考。

       以江苏省常州市某河水为研究对象，进行了 VUV/UV 和活性炭（activated carbon，AC）联用技术净化微污染水的中试研究。结果发现，管式光反应器对 MB 和十二烷基苯磺酸钠的去除性能优于箱式光反应器。AC、VUV/UV-AC 和 O3-AC 技术对 3 种有机物综合指标和 4 种 MOPs 的去除效能不同。对于同一种处 理技术而言，各去除指标的去除率大小排序为：UV254 > 化学需氧量（chemical oxygen demand，COD） > 总有机碳（total organic carbon，TOC）和 DMT > 双 酚 A（bisphenol A，BPA） > SMN > 全氟辛酸（perfluorooctanic acid，PFOA） （AC 技术除外）。对于同一个去除指标而言（AC 技术最差），各技术降解性能高低排序为：VUV/UV-AC ≈ O3-AC（UV254、COD 和 TOC）和 VUV/UV-AC > （或<） O3-AC（SMN 和 PFOA 或 BPA 和 DMT）。AC 技术对各指标的去除机 理随运行时间的增长而变化，前期（0‒36 d）以 AC 的吸附作用为主，而后期（36‒71 d）则依靠 AC 的吸附和微生物的降解共同作用。结合去除效能和单位电能消耗 （electric energy per order，EEO）结果可知，VUV/UV-AC 技术的性价比高于 O3-AC 技术且前者对不同水质和去除指标（有机物综合指标或 MOPs）的适应性也更强。

       本文研究结果加深了对目标污染物降解机理的认识，明晰了技术性能的主要 影响因素，展示了处理技术的运用潜能，为开发新型 VUV-AOPs 作为水处理技 术储备奠定了良好基础。VUV 光反应器构型优化和性能验证研究对研发其他类 型的高效光反应器或净水设备应用于实际具有非常重要的参考意义。同时，微污 染水体净化的中试研究为 VUV-AOPs 及其组合或联用技术的未来实际工程应用 提供了现场基础数据和一定指导作用，有助于其在水处理领域中的推广和运用。