过碳酸盐高级氧化技术在水处理中的研究进展

近年来,活化过碳酸盐高级氧化技术具有低成本、安全、稳定等特点,已广泛用于处理水中的各类有机污染物,有望成为一种新兴的环境友好型水处理技术。该文介绍了活化过碳酸盐降解有机污染物的机理;系统综述了均相活化、非均相活化、物理活化、其他活化过碳酸盐的活化方法与活化反应机理;总结了过碳酸盐高级氧化法在水处理中的应用,重点阐述了过碳酸盐高级氧化法在去除水中的有机污染物、膜污染控制、污泥脱水、污泥厌氧消化等方面的应用研究现状;最后,指出目前水处理研究领域活化过碳酸盐高级氧化技术存在的问题,并对未来的重点研究方向进行了展望。

专栏评述:高级氧化技术在新污染物治理中的未来

根据国务院办公厅印发的《新污染物治理行动方案》(国办发〔2022〕15号)精神,深化新污染物末端治理,加强新污染物相关新理论和新技术等的研究具有重要科学价值和实践意义。在“双碳”减排、生态文明建设的关键时期,为促进以新污染物为处理目标的高级氧化技术相关科研成果的快速交流,本刊特开设“高级氧化技术在新污染物治理中的未来”专栏,持续并及时报道高级氧化技术在新污染物治理中的前沿性、创新性研究成果,积极探索高级氧化技术在新污染物治理中的应用潜力及未来发展方向。

基于亚硫酸盐的高级氧化技术及其反应机制研究进展

近年来,基于亚硫酸盐的高级氧化技术(S(Ⅳ)-AOPs)受到广泛关注,但活化S(Ⅳ)过程中涉及各种含硫自由基和非自由基物种的转化,使得S(Ⅳ)-AOPs的反应机制较为复杂,同一种S(Ⅳ)-AOP的反应机制常常存在争议.然而,鲜有研究对现有的S(Ⅳ)-AOPs及其反应机制进行较为详细的分类与总结.基于此,总结了S(Ⅳ)的理化性质以及S(Ⅳ)-AOPs中含硫自由基的转化机制,综述了各类活化S(Ⅳ)的方法,系统阐述了S(Ⅳ)-AOPs的反应机制、活性氧化剂的产生及贡献,解析了影响S(Ⅳ)-AOPs氧化水中污染物效能的因素.针对目前S(Ⅳ)-AOPs的研究现状和需求进行展望,以期为S(Ⅳ)-AOPs在水污染控制领域的应用提供参考.

高级氧化技术的研究现状及发展展望

为实现“绿水青山”的环保目标,废水治理技术还需要不断地优化改善。高级氧化技术因其高效、快捷、方便等优点,在众多废水处理技术中脱颖而出。本文针对电催化氧化技术、湿式氧化技术、湿式催化电氧化技术、电芬顿氧化技术等多种高级氧化技术在废水处理中的技术原理、发展现状及在应用中的优缺点进行了综述,并对高级氧化技术的未来发展进行了展望。

催化剂活化过硫酸盐高级氧化技术去除抗生素耐药基因研究进展

抗生素的不合理使用产生了大量抗生素耐药基因(antibiotic resistant genes,ARGs)新型污染物,已对人类健康和生态安全构成威胁,因此,迫切需要控制和除去这类新型污染物的新技术。基于催化剂活化的过硫酸盐(persulfate,PS)产生硫酸根自由基是一种新兴的高级氧化技术(advanced oxidation processes,AOPs),该技术具有无毒、高效、经济且环境友好等优势,采用该技术除去ARGs成为研究热点。本文根据催化剂的类型综述了该技术在用于去除ARGs过程中的效果和研究进展;分析了在去除ARGs过程中的影响因素和存在的问题,并对未来发展进行了展望。

基于过硫酸盐的高级氧化技术研究进展

近年来,基于过硫酸盐高级氧化技术受到广泛关注,鲜有研究对现有的过硫酸盐高级氧化技术及其反应机制进行较为详细的分类与总结。基于此,总结了过硫酸盐中含硫自由基的转化机制,综述了各类活化过硫酸盐方法,系统阐述了过硫酸盐高级氧化技术的反应机制,解析了影响过硫酸盐高级氧化技术氧化水中污染物效能的因素。针对目前过硫酸盐高级氧化技术的研究现状和需求进行展望,为过硫酸盐高级氧化技术在水污染控制领域的应用提供参考。

过硫酸盐高级氧化技术活化方式及机理的研究进展

基于硫酸根自由基的高级氧化技术因快速高效、活化方式多样、稳定性强等特点在有机废水处理领域呈现极好的发展态势。本文对基于过硫酸盐高级氧化技术的不同活化方式及其作用机理和存在问题进行了简要概述,并对未来研究方向进行了展望。

过硫酸盐高级氧化技术在水处理中的研究进展

过硫酸盐具有优良的特性,被广泛应用于污水处理中。综述了当前基于硫酸根自由基的高级氧化技术的研究进展,介绍了该技术在处理含有机污染物和重金属离子的废水、生活污水中的实际效用,分析了其优缺点,结合过硫酸盐高级氧化技术当前的研究现状对其前景做了展望。

模拟太阳光/ClO_(2)高级氧化技术降解卡马西平及其水环境适用性

基于ClO_(2)光解的高级氧化技术在微污染物去除方面得到了广泛研究,一般通过ClO_(2)光解产生的活性物种(Cl·、ClO·、^(1)O_(2)、O_(3)和HO·等)来实现水体中目标污染物的降解.抗癫痫药卡马西平(CBZ)难以被生物降解和自然光降解,在水环境中具有持久性.该文系统研究了模拟太阳光/ClO_(2)体系中活性物种对CBZ去除效率及降解路径的影响,同时评估了水基质(如pH的变化及Cl^(-)、HCO_(3)^(-)、腐殖酸和富里酸等的存在)对污染物降解效率的影响.研究结果表明^(1)O_(2)、O_(3)和HO·等在CBZ降解过程中发挥重要作用,模拟太阳光/ClO_(2)体系中CBZ降解效率随着pH的增大而减小,Cl^(-)的存在对CBZ降解影响较小,HCO_(3)^(-)的存在不利于CBZ降解,天然有机质中的腐殖酸对CBZ降解的抑制作用要大于富里酸,水体中K^(+)、Ca^(2+)、Mg^(2+)等阳离子的存在不影响CBZ降解效率.

基于硫酸根自由基的高级氧化技术处理有机废水的研究

介绍了过硫酸盐活化机理,综述了硫酸根自由基的产生途径,通过不同过硫酸盐活化方法如:热活化、碱活化、紫外光活化、过渡金属离子活化、微波活化、金属氧化物活化等方法可以产生硫酸根自由基,并且能够有效处理有机废水。基于硫酸根自由基的高级氧化技术拥有良好的应用前景,但该技术仍存在许多问题且具有一定的局限性。未来需要增加基于硫酸盐自由基的高级氧化工艺在实际情况下真实有机废水中的净化实验并且开发出价格低廉、处理高效、稳定且易回收的新型催化剂,探究天然有机物的催化性能,降低应用成本和二次污染。

纳米零价铁耦合高级氧化技术处理废水的研究进展

纳米零价铁(nZVI)因其高比表面积、高反应活性和强还原性能,在水处理领域具有广阔的应用前景。阐述并比较了nZVI常用的4种制备方法,主要包括液相还原法、碳热还原法、绿色合成法及机械球磨法;针对nZVI容易团聚、氧化等问题,介绍了负载改性、双金属改性、硫化改性、表面改性等4种nZVI的改性方法;重点分析了nZVI耦合几种常见氧化剂(O_(2)、H_(2)O_(2)、O_(3)、PS等)去除难降解废水的机理,并对nZVI在水处理领域的研究趋势和发展方向提出了展望。

“高级氧化技术在新污染物治理中的未来”专栏征稿启事

水是生命之源。随着城市化和工业化的快速发展,水污染日益加剧,水资源短缺、水环境污染和水生态破坏已逐渐成为制约当今人类可持续发展的一个重要因素。以安全可靠和廉价的方式来提供清洁的水资源,成为21世纪最大的挑战之一。发展净化效果好、成本低、无二次污染的水污染控制技术是环境工程领域的重要研究方向。

高级氧化技术在印染废水处理中的研究进展

高级氧化技术具有强氧化性,能够快速且无选择性地与许多有机物发生反应,将其氧化降解为二氧化碳和水等无害物质,从而有效减少废水中有害物质对环境造成的危害,成为印染废水深度处理的潜在方法。详细分析Fenton氧化法、臭氧氧化法及光催化氧化法等高级氧化技术的作用机制、应用实例及研究进展。通过对比不同高级氧化技术的效率和优势,提出了技术优化策略及与其他处理工艺组合使用的潜力。高级氧化技术能够高效降解印染废水中的有机污染物,减轻环境负担,并为废水处理技术的发展提供新方向。

高级氧化技术在饮用水处理中的应用研究进展

高级氧化技术在饮用水处理领域取得了显著进展,如臭氧氧化技术、紫外光催化氧化技术、电化学氧化技术等,能有效降解有机污染物,提高水质安全性。同时,这些技术结合其他工艺,如活性炭、生物法等,可进一步提升处理效果。虽然面临能耗高、操作复杂等挑战,但随着技术的不断优化和改进,高级氧化技术有望为水处理提供更有效、更经济的解决方案。基于此,分析高级氧化技术在饮用水处理中的应用研究进展。

高级氧化技术对环境中常见毒品的降解

简述了环境中常见毒品对人类、动植物及水生生物等造成的危害以及存在的生态风险。着重分析了过硫酸盐氧化法、光催化氧化法、超临界水氧化法、超声催化氧化法、Fenton氧化法、O_(3)氧化法以及紫外/氯(UV/chlorine)氧化法等高级氧化技术对多种毒品的降解效果和研究现状。最后总结了各方法的优缺点,并从安全、经济、节能、环保的角度出发,展望了未来毒品无害化处理技术的发展方向。

高级氧化技术在废水处理中的应用研究

以拉美地区为例,随着工业产业的不断发展,一些负面问题也接踵而至,其中以废水污染问题较为严重,对周围环境及居住的居民造成严重的影响,所以废水的处理至关重要。高级氧化技术随着中国企业在拉美地区水务市场的开拓,也逐渐被当地所接受。基于此,文章将从高级氧化技术的工作原理、高级氧化技术在拉美地区废水处理中的应用两个方面进行一定的分析。

高级氧化技术在难降解有机废水中的应用前景分析

工业生产过程中大量的未经处理的污水排放进水体会对生态环境造成严重破坏。此外,水体中难降解有机物的残留不断增加,加剧了我国水资源匮乏问题。为解决这个难题,高级氧化技术(AOPs)已成为研究重点,并展现出高效和彻底等多种优势。通过分析AOPs的特点和基本原理,探讨了其在解决这一难题上的潜力和前景,并讨论了其在污水处理中的应用。

基于自由基的高级氧化技术在处理印染废水处理中的研究现状

印染废水排放量大、色度高、毒性大、难生物降解,是工业废水中难处理的高浓度有机废水。本文综述了基于自由基的高级氧化技术,包括羟基自由基和硫酸根自由基两种氧化技术的原理,以及硫酸根自由基的活化方法。并介绍了这两种技术对印染废水及难降解有机污染物处理的研究,并对硫酸根自由基的高级氧化技术研究进行了展望。

过硫酸盐高级氧化技术活化方式的研究进展

近年来,过硫酸盐高级氧化技术因具有反应速率快、氧化能力强、适用范围广、成本适宜等优点而被广泛应用在废水处理和地下水污染修复领域。尽管过硫酸盐是一种非常强大的氧化剂,但其与常见污染物的反应相对较慢,因此要以可接受的速率降解污染物通常须对过硫酸盐进行活化以产生具有强氧化性的硫酸根自由基。文章综述了活化过硫酸盐的常用方式,包括光活化、热活化、碳基材料活化、电活化、过渡金属活化和碱活化,分别介绍了其研究进展及应用实例,并对未来活化过硫酸盐技术的发展进行了展望。

前沿科研成果融入水污染控制工程教学——多壳层纳米粒子的制备与高级氧化技术降解四环素

设计了一个多壳层CeO_(2)纳米粒子活化过硫酸盐降解盐酸四环素的水污染控制工程实验。用水热法合成CeO_(2)掺杂的碳微球,然后煅烧得到多壳层CeO_(2)纳米粒子,最后用多壳层CeO_(2)纳米粒子活化过一硫酸盐(PMS)进行盐酸四环素的降解。本实验能够让学生深入了解高级氧化技术的原理,锻炼学生制备纳米粒子和使用仪器设备的能力,认识表征技术,理解多变量实验中控制变量的意义,培养学生的科学素养。