UV/H_2O_2高级氧化技术去除饮用水中微囊藻毒素的研究进展综述

富营养化水源供水系统存在的藻毒素污染风险问题已经引起了人们的广泛关注,其中微囊藻毒素严重威胁着水生动植物的生命安全,而UV/H_2O_2高级氧化降解MCs的技术日趋成熟。文中综述了近年来国内外关于UV/H_2O_2处理微囊藻毒素机理及影响因素方面的研究成果,深入剖析了每个反应条件对系统的影响,并对其降解途径的研究进行了总结,最后阐明了UV/H_2O_2技术在饮用水领域处理微囊藻毒素的应用前景。

UV/H_(2)O_(2)高级氧化处理苯酚废水研究

本文采用UV/H_(2)O_(2)实验室装置对苯酚人工配水进行处理试验研究,试验结果表明:在UV灯功率为500W,pH值7.0左右,H_(2)O_(2):COD摩尔比为2:1,反应240min后COD由1045mg/L降至小于20mg/L,去除率高达99%以上。考察了不同pH(4.0,7.0和9.0),双氧水投加量与投加方式(一次投加和多次投加),以及氯离子浓度(0mg/L,2000mg/L和10000mg/L)对UV效果的影响,发现pH偏中碱性,H_(2)O_(2):COD摩尔比2:1且一次性投加有利于COD的降解,而正常情况氯离子浓度对UV/H_(2)O_(2)的效果影响不明显。

臭氧氧化耦合UV/H_(2)O_(2)工艺用于污水厂提标扩容工程

安徽某污水处理厂现状规模为6.0×10^(4) m^(3)/d,一、二期建设规模均为3.0×10^(4) m^(3)/d,二级生化工艺分别采用“厌氧池+Orbal氧化沟”和A^(2)/O工艺,一期、二期生化出水汇合后进入“混合絮凝三沉池+V型滤池”深度处理流程,出水水质执行一级A排放标准。提标扩容工程需扩容3.0×10^(4) m^(3)/d,且出水水质执行地表水准Ⅳ类标准,其中COD、氨氮及总磷执行《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类标准,其余指标执行一级A标准。扩容工程二级生化处理采用A^(2)/O工艺,深度处理采用“混合絮凝三沉池+反硝化深床滤池+臭氧氧化耦合UV/H_(2)O_(2)”工艺,其中,一、二期的V型滤池出水也进入臭氧氧化耦合UV/H_(2)O_(2)工艺处理。鉴于该污水厂上游接入两个工业园区污水处理厂出水,因此针对难降解COD采用了臭氧氧化耦合UV/H_(2)O_(2)工艺,同时臭氧氧化兼具消毒作用,节省了投资和用地。实际运行结果表明,出水水质达到设计标准。

化学氧化法深度处理印染废水生化出水的研究

采用芬顿+混凝、紫外(UV)/H_(2)O_(2)、臭氧+混凝3种氧化体系对印染废水二沉池出水进行深度处理,并对处理效果进行定量分析,结果表明,3种氧化体系均可将二沉池出水COD的质量浓度降至30 mg/L以下;芬顿+混凝的废水处理费用最低,为3.25元/t;UV/H2O2对污染物的去除能力最强,出水COD和TOC的质量浓度分别为19.9和2 mg/L;臭氧+混凝对色度的去除效果最佳,出水色度仅为5.6度。经综合考虑,芬顿+混凝体系更加适宜处理该废水。

水中新型有机污染糖精的氧化降解及动力学分析

糖精(Saccharin,SAC)是一种最早应用于食品、饮料、医药和饲料中的人工甜味剂,几乎不为人体和生物吸收,经排放进入水环境中,因检出频率及浓度高,衰减慢且存在毒性风险等被认定为环境新型有机污染物。本文对比了饮用水的多种预氧化工艺对水中SAC的降解效果,对UV/H_(2)O_(2)联用工艺降解SAC进行了动力学分析,同时,考察了氧化剂量、初始SAC浓度和水中常见共存阴离子(Cl^(-)、CO、NO^(-)、SO)等因素对氧化体系降解SAC的影响。结果表明:1)氯化、单独的UV或H_(2)O_(2)对SAC去除能力低,分别为21.17%、9.74%和7.69%。臭氧和UV/H_(2)O_(2)联用两种氧化工艺对SAC的去除效果良好,氧化接触时间30 min后降解率均高于85%,UV/H_(2)O_(2)联用的降解和矿化速率更快。连续臭氧维持7.10 mg/min通量60 min可降解99%以上的SAC,与20.4 mg/L H_(2)O_(2)在1.46 mW/cm2 UV光强辐照60 min的效果相当。2)在对UV/H_(2)O_(2)联用工艺的影响因素考察中发现,H_(2)O_(2)投加量的增加会加快SAC的降解速率,但高浓度H_(2)O_(2)会抑制降解作用;UV光强的增加可促进降解反应,SAC初始浓度的增加会降低降解速率;酸性及较高温度对反应有促进作用。对糖精进行降解,UV/H_(2)O_(2)体系的最佳氧化条件为20.4 mg/L H_(2)O_(2),1.46 mW/cm2辐照量,酸性条件(pH值3),水温30℃。水中常见离子对UV/H_(2)O_(2)降解SAC存在抑制作用,强弱次序依次为NO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-)>CO_(3)^(2-)>Cl^(-)。3)UV/H_(2)O_(2)降解SAC主要通过羟基自由基(·OH)反应,降解途径可能为苯环被自由基羟基化,C-N键断裂。臭氧对SAC的降解效率较高,但氧化剂投加量较大,UV/H_(2)O_(2)联用可更高效地降解SAC,但能耗较高。因此仍需探索低碳、高效去除水源水中SAC等微量有机污染物的工艺。

两种预氧化对氯消毒糖精DBPs转化的影响

预氧化是饮用水净化的一种高级处理方法,其目标是减少有机物及其衍生污染,然而部分难降解有机物在氧化后转化为小分子物质,更易与氯发生反应,从而可能增加衍生消毒副产物(DBPs)的风险。以糖精(SAC)为模型前体物,通过模拟试验考察了净水工艺中臭氧及UV/H_(2)O_(2)预氧化对人工合成有机物在氯消毒过程中产生DBPs的影响,以及DBPs随供水时间的变化规律。结果表明,臭氧及UV/H_(2)O_(2)工艺可使抗氯氧化的SAC转化为易与氯反应的小分子有机物,产生更高含量的二氯乙酸(DCAA)、三氯乙酸(TCAA)、三氯甲烷(TCM)、二氯乙腈(DCAN)等DBPs,卤乙酸类DBPs含量升幅最大。DBPs的生成势(DBPFP)随着臭氧及UV/H_(2)O_(2)氧化时间的增加呈先增后减的趋势,在氧化接触15~20 min时DBPFP最大。采用氯消毒并连续2 d供水条件下,TCM、DCAA、TCAA和DCAN等DBPs的生成量随接触时间的延长而逐渐升高。臭氧与UV/H_(2)O_(2)预氧化对前体物的降解机理和效果不同,但均改变了难氯化物质在氯消毒阶段衍生DBPs特性,可见氧化接触时间等工艺条件选择不当会导致SAC生成DBPs的风险升高。