臭氧化法水处理技术的现状与展望

论述了臭氧化法水处理技术应用现状，以及新型臭氧发生器的研制，臭氧与其它技术氧催化技术的最新研究进展，说明臭氧化技术在水处理中具有广泛的应用前景。     

一种新型的水处理高级氧化技术——金属催化臭氧化

介绍了均相和非均相金属催化剂能增强臭氧氧化能力，进而提高废水中有机物的去除效率。阐述了金属催化臭氧化技术降解有机污水的机理、工艺流程及在水处理中的应用进展。提出了金属催化臭氧化技术应加强对高效催化剂、新型反应器的研制及催化过程中反应机理、影响因素的研究等。     

臭氧氧化技术在环境科学中的应用

综述了臭氧氧化的作用机理和臭氧氧化技术在空气净化,固体处理中及水处理方面的研究及应用现状,并介绍了包括生物活性炭法(BAC)、臭氧-双氧水联用法(O3/H2O2)、光催化臭氧化法(O3/UV)等几种较先进的复合臭氧化处理工艺,指出臭氧与传统的氧化剂相比不仅可以避免产生有机氯化物,而且还具有能提高过滤速度,减少滤池数量,促进絮凝,减少絮凝池数量和絮凝剂用量,延长滤池使用时间,减少冲洗水耗量,提高水质水感等优点。     

多相催化臭氧化水处理技术研究进展

在水处理研究与实践中,多相催化臭氧化技术作为一种新型高级氧化技术,受到高度关注。多相催化臭氧化的催化剂常采用金属氧化物、纳米金属氧化物和金属氢氧化物,其载体通常采用活性氧化铝、活性炭及蜂窝陶瓷等多孔材料。对多相催化臭氧化常用的催化剂及其载体在水处理中的应用进行评述,并分析了该技术的应用前景及研究中存在的问题。     

催化臭氧化在水处理中的应用

催化臭氧化是高级氧化技术的一种,本文从均相和非均相催化两方面对催化臭氧化进行了综述,阐述了催化臭氧化的反应机理及影响因素,介绍了近年来催化臭氧化在水处理中的应用,并对今后深入研究的方向进行了展望。     

臭氧化技术在高浓度有机废水处理中的应用研究

臭氧化技术具有降解能力强、效率高、不产生二次污染、操作简单等优点,在水处理应用方面的研究正日益广泛深入。从臭氧与有机物的作用机理出发,介绍了臭氧及其联合工艺在纺织印染废水、造纸废水、焦化废水、冶金废水、石油化工废水和医药废水等高浓度有机废水处理中的应用研究现状。     

水中有机物臭氧化去除反应机理

随着臭氧化在水处理技术中应用日益增多,研究臭氧化去除水中有机物的机理日显重要。本文在介绍了决定水中臭氧化反应速率的二种反应,即直接反应和间接反应的基础上,着重讨论了芳族化合物、烯烃化合物、环状烯烃化合物,苯酚、苯、苯胺、硝基芳烃、喹啉、二甲基4氯酚氧基醋酸、油酸、有机硫磷化合物,甲醇、甲醛、甲酸和马拉硫磷等与臭氧的反应机理。      

工业循环冷却水处理技术研究动态

目前工业循环水处理技术主要有药剂处理、磁化处理和臭氧处理，其中药剂处理最为常和。近年来，药剂作用机理研究日趋深化药剂合成，检验与复配技术到较大发展，同时，水处理技术的发展为循环水水质稳定技术注入了新的活力，臭磁化处理、臭氧处理技术 同运用到工业循环水处理技术中来，并取得了较好效果。     

电化学合成臭氧技术的研究动态

臭氧/催化臭氧化技术在给水处理、污水深度处理以及难降解废水的处理中引起了广泛关注。传统的臭氧使用方法是将由氧气生成的气相臭氧溶入水中而得以应用。为了使臭氧更好的应用于水处理领域,采用电化学方法直接从水溶液中合成臭氧的技术近年来受到关注并得到重要发展,该技术设备简单,且能避免传统的气相合成臭氧技术的氮氧化物污染和臭氧的气/液转移损失,电极材料的发展和反应器系统的优化是推动此技术应用的关键。文章介绍了电化学合成臭氧技术的基本原理及其研究动态,重点评述了用于该技术的不同电极材料及其研究应用现状,同时也分析了电化学合成臭氧反应器的发展情况,指出了目前电化学合成臭氧技术存在的主要问题和研究重点,并对该技术的发展前景进行了展望。     

臭氧/陶瓷膜工艺在水处理中的研究进展

臭氧/陶瓷膜组合工艺作为一种高效水处理技术,自2003年首次使用以来取得了快速发展。为进一步推动臭氧/陶瓷膜组合工艺在我国的深入研究与广泛应用,探讨了陶瓷膜对臭氧的催化机理及工艺效果。通过整理国内外近年来臭氧/陶瓷膜组合工艺在膜污染控治、污染物去除以及消毒副产物降解等方面的研究,并结合机理研究对工艺的发展方向进行了展望,指出陶瓷膜材料的制备与改性、膜孔"限域"空间的应用、臭氧曝气等将是臭氧/陶瓷膜技术的重要研究方向。     

臭氧多相催化氧化处理微污染水中试研究

通过中试系统初步比较了非均相催化剂催化臭氧化与传统中间臭氧化在饮用水深度处理中的净化效能.结果表明,对有机物污染宏观指标CODMn、TOC的控制,催化臭氧化具有明显优势,降低了后续处理工艺的有机物负荷;催化臭氧化与中间臭氧化对UV254的去除率相当;催化剂能够强化臭氧氧化,使其进一步去除水中持久性有毒有害有机物,并且显著地提高了臭氧氧化氨氮生成硝酸盐氮的能力,催化剂也强化了臭氧的传质与利用.     

氯咪巴唑在臭氧降解过程中的影响因素及其降解产物

唑类抗真菌剂广泛应用于药物和个人护理品(pharmaceutical and personal care products,PPCPs)中,常规污水处理工艺难以将其有效去除. 大量唑类抗真菌剂排入受纳环境后会对生态系统造成一系列负面影响. 为了解唑类抗真菌剂的臭氧氧化降解过程和机理,以氯咪巴唑(climbazole,CZ)为例,通过设置不同条件的对比试验,系统研究CZ在臭氧氧化过程中的影响因素及其去除规律,同时采用超高效液相色谱-飞行时间质谱联用仪UPLC-Q/TOF对其降解产物进行鉴定. 影响因素试验结果表明:①CZ起始浓度由1.0 mg/L增至4.0 mg/L时,臭氧氧化20 min下CZ的降解率从99.1%降至69.3%;②反应体系起始pH由5.0升至9.0时,CZ臭氧降解半衰期由1.38 min延长至7.18 min;③臭氧流速由0.1 L/min增至0.4 L/min时,臭氧氧化20 min时CZ的降解率从66.5%提至99.4%,但臭氧流速超过0.3 L/min以后,CZ降解率的增幅较小;④自然水体及其高浓度共存组分(碳酸氢根和腐殖酸)均会明显抑制CZ的臭氧氧化反应速率,CZ降解半衰期大多数超过6 min (空白对照组为1.99 min). 因此,在臭氧氧化降解新兴有机污染物或对臭氧氧化工艺进行优化时,应充分考虑起始污染负荷、pH、臭氧流速、水体水质状况等对处理效果的影响. 产物鉴定结果表明:臭氧氧化反应可将CZ碎裂重组形成两个主要降解产物——TP269和TP297,二者的产率分别为11.45%和8.90%. 研究显示,起始污染负荷、pH、臭氧流速、水体水质状况均会明显影响CZ的臭氧降解效果;两个CZ臭氧降解产物的产率虽不高,但其毒性有待进一步研究.      

γ-Al2Ｏ3催化臭氧氧化水中嗅味物质MIB效能研究

以γ- Al₂Ｏ₃粉末为催化剂,研究了催化臭氧氧化去除水体中典型嗅味物质2-甲基异茨醇（MIB）的效能及相关影响因素.研究表明,γ- Al₂Ｏ₃在蒸馏水和自来水本底中,均表现出显著的催化活性.在蒸馏水本底条件下,催化氧化可提高MIB去除率47个百分点;而在自来水本底条件下,可提高MIB去除率40个百分点以上.臭氧浓度、催化剂投加量和MIB的初始浓度对催化氧化过程具有明显的影响作用.水的硬度对γ- Al₂Ｏ₃催化臭氧氧化MIB影响不大,但水中无机阴离子对催化效果影响显著.天然水体中的重碳酸盐/碳酸盐碱度可以抑制催化臭氧氧化过程中产生的羟基自由基,对γ- Al₂Ｏ₃催化臭氧氧化MIB起到了抑制作用.低浓度的腐殖酸能够促进催化氧化过程,而高浓度时则有抑制作用.通过pH值对催化氧化MIB的影响和叔丁醇对催化氧化的抑制作用,间接地证明γ- Al₂Ｏ₃催化氧化MIB的作用机理是以羟基自由基为主的间接氧化过程.     

Characterization of dissolved organic matter in urban sewage using excitation emission matrix fluorescence spectroscopy and parallel factor analysis

Wastewater dissolved organic matter (DOM) from different processing stages of a sewage treatment plant in Xiamen was characterized using fluorescence and absorption spectroscopy. Parallel factor analysis modeling of excitation-emission matrix spectra revealed five fluorescent components occurring in sewage DOM: one protein-like (C1), three humic-like (C2, C4 and C5) and one xenobiotic-like (C3) components. During the aerated grit chamber and primary sedimentation tank stage, there was only a slight decrease in fluorescence intensity and the absorption coefficient at 350 nm (a350). During the second aeration stage, high concentration of protein-like and short-wavelength-excited humic-like components were significantly degraded accompanied by significant loss of DOC (80%) and a350 (30%), indicating that C1 and C2 were the dominant constituents of sewage DOM. As a result, long-wavelengthexcited C4 and C5 became the dominant humic-like components and the DOM molecular size inferred from the variation of spectral slope S (300–650 nm) and specific absorption (a280/DOC) increased. Combination use of Fmax of C1 and the ratio of C1/C5, or a350 may provide a quantitative indication for the relative amount of raw or treated sewage in aquatic environment.     

Degradation and detoxification of microcystin-LR in drinking water by sequential use of UV and ozone

Microcystins (MCs) produced by cyanobacteria are strong hepatotoxins and classified as possible carcinogens.MCs pose a considerable threat to human health through tainted drinking and surface waters.Herein filtrated water from a waterworks in Harbin,China,was spiked with microcystin-LR (MC-LR) extracted from a toxic scum of microcystis aeruginosa,and the spiked sample waters were treated using UV irradiation with consequent ozonation process (UV/O3),compared with ozonation at a dose range commonly applied in water treatment plants,UV irradiation at 254 nm and UV irradiation combined with ozonation (UV+O3),respectively.The remaining of toxins were analyzed using high-performance liquid chromatography and also determined using a protein phosphatase type 2A inhibition assay,which was utilized to evaluate the reduction in toxicity.Results indicated that in comparison to other three processes (O3,UV,and UV+O3),UV/O 3 process could effectively decrease both the concentration and toxicity of MC-LR at 100 μg/L level after 5 min UV irradiation with consequent 5 min ozonation at 0.2 mg/L (below 1 μg/L),while 0.5 mg/L ozone dose was required for the level below 0.1 μg/L.The addition of an UV treatment step to the existing treatment train may induce significant transformation of micropollutants and breaks down the natural organic matters into moieties unfavorable for ozone decomposition,stabilizing the ozone residual.These findings suggested that sequential use of UV and ozone may be a suitable method for the removal of these potentially hazardous microcystins from drinking water.     

催化臭氧氧化与NaClO处理钛白粉废水中试对比

以山东某钛白粉厂二级压滤出水为研究对象,通过自主设计的中试设备考察了催化臭氧氧化工艺与NaClO工艺对钛白粉废水处理情况,确定催化臭氧氧化的最佳工艺实验条件为:在室温条件下,催化臭氧氧化反应时间为60 min,臭氧投加浓度为125 mg/L。对原有NaClO工艺进行优化,优化后的最佳工艺为:NaClO投加量为1.2%,反应时间为30 min。当平均进水ρ（COD）与ρ（NH₃-N）分别为109.7,12.8 mg/L,则催化臭氧工艺平均出水ρ（COD）与ρ（NH₃-N）分别为43.5,3.8 mg/L,平均去除率分别为60%和70.4%,NaClO工艺平均出水ρ（COD）与ρ（NH₃-N）分别为49.8,4.7 mg/L,平均去除率分别为54.5%和63.1%。在30 d内,催化臭氧氧化出水达标率为100%,NaClO出水达标率为26.7%,催化臭氧氧化处理费用为1.12元/t,NaClO处理费用为12元/t,催化臭氧氧化工艺相较于NaClO氧化工艺更适用于处理钛白粉废水。     

水/载O_3有机溶剂两相臭氧氧化法降解水体中2,4-二氯苯氧乙酸

以水/载O3有机溶剂(全氟萘烷)为新型两相臭氧氧化体系,研究了臭氧在全氟萘烷中的溶解度和稳定性,并以水体中2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)为研究对象,考察了初始pH值、臭氧投加量、自由基抑制剂对两相臭氧氧化体系降解2,4-D效果的影响.结果表明:臭氧在全氟萘烷中有很高的溶解度和很好的稳定性;碱性pH环境有利于2,4-D的降解,随着水相初始pH的增加,2,4-D在水/载饱和O3全氟萘烷两相体系中的去除率明显增加;随着初始全氟萘烷载O3量与2,4-D物质的量比的增加,2,4-D总去除率明显增加;叔丁醇(20mg·mL-1)对两相体系中2,4-D降解影响不显著.     

Degradation behavior of 17αup-ethinylestradiol by ozonation in the synthetic secondary effluent

Endocrine disrupting chemicals (EDCs) in the secondary effluent discharged from wastewater treatment plants (WWTPs) are of great concern in the process of water reuse. Ozonation has been reported as a powerful oxidation technology to eliminate micropollutants in water treatment. Due to the complexity of the wastewater matrix, orthogonal experiments and single factor experiments were conducted to study the influence of operational parameters on the degradation of 17αup-ethinylestradiol (EE2) in the synthetic secondary effluent. The results of the orthogonal experiments indicated that the initial ozone and natural organic matter (NOM) concentration significantly affected EE2 degradation efficiency, which was further validated by the single factor confirmation experiments. EE2 was shown to be effectively degraded by ozonation in the conditions of low pH (6), NOM (10 mg/L), carbonate (50 mg/L), but high suspended solid (20 mg/L) and initial ozone concentration (9 mg/L). The study firstly revealed that the lower pH resulted in higher degradation of EE2 in the synthetic secondary effluent, which differed from EDCs ozonation behavior in pure water. EE2 degradation by ozone molecule instead of hydroxyl radical was proposed to play a key role in the degradation of EDCs by ozonation in the secondary effluent. The ratio between O₃ and TOC was identified as an appropriate index to assess the degradation of EE2 by ozonation in the synthetic secondary effluent.     

工业废水水质对微气泡臭氧化深度处理影响

采用微气泡臭氧化深度处理实际制药废水和制革废水,比较处理性能并分析废水水质对处理性能的影响.结果表明,微气泡臭氧化可有效氧化降解实际制药废水和制革废水中主要有机污染物并去除COD,其深度处理COD去除量与臭氧消耗量之比分别为0.77和1.02,同时明显提高可生化性并降低生物毒性.废水中有机污染物类型影响微气泡臭氧化处理性能,制药废水中存在较多难降解复杂芳香族有机污染物,臭氧化降解难度较大,因而微气泡臭氧化深度处理制药废水性能不及制革废水.废水中无机阴离子不利于臭氧气液传质和分解以及·OH产生,进而影响微气泡臭氧化反应效率以及可生化性改善,降低阴离子浓度有助于提高微气泡臭氧化处理性能.