过氧化氢（H₂O₂）是紫外高级氧化中产生羟基自由基的常用前驱体。然而，液体H₂O₂的储存、运输和高浓度投加存在安全风险，且其在水中快速光解，产生的·OH寿命极短。过氧化钙（CaO₂）被称为“固体双氧水”，它在水中缓慢水解，能持续释放H₂O₂和Ca²⁺，同时产生的Ca(OH)₂可提供碱度，缓冲反应过程中的pH变化。因此，UV/CaO₂体系可以被视作一个“缓释”和“自调节”的高级氧化系统。它持续释放H₂O₂，避免了·OH的自淬灭，提高了自由基利用效率；同时，Ca²⁺可以作为混凝剂，同步去除水中带负电的胶体和天然有机物。

  本研究系统评估了UV/CaO₂体系对水中双氯芬酸、卡马西平和布洛芬等几种常见药物的降解效能。实验结果表明，在相同H₂O₂摩尔当量下，UV/CaO₂对药物的降解速率和·OH的稳态浓度均高于直接投加液体H₂O₂的UV/H₂O₂体系。自由基捕获和探针实验证实，·OH是降解药物的主要活性物种，同时体系中还检测到了超氧自由基（O₂·⁻）的生成，其源于CaO₂的分解。更为独特的是，CaO₂溶解释放的Ca²⁺离子，在碱性条件下起到了混凝剂的作用，能有效去除水中的磷酸盐和部分大分子天然有机物（如腐殖酸），从而降低了后续消毒中消毒副产物的生成潜能。反应后生成的CaCO₃和Ca(OH)₂沉淀通过过滤即可轻易去除，不会向水中引入其他溶解性固体。

  在处理真实地表水和二级出水时，UV/CaO₂体系展现了优异的抗背景干扰能力和药物去除效率。初步的能耗和药剂成本分析表明，与UV/H₂O₂相比，UV/CaO₂在达到同样处理效果时，综合成本更具竞争力。该研究证实，UV/CaO₂是一种集高级氧化、缓释供氧和原位混凝于一体的多功能、清洁的水深度处理技术。

标签: