臭氧氧化难降解废水生化性改变研究评述

将臭氧氧化难降解废水过程划分为生化性改变阶段和有机物去除阶段,并分析了近年来臭氧氧化废水生化性改变阶段的研究成果.发现在有机物去除率较低条件下,废水的污染物质含量,色度,UV254,SUVA和3维荧光光谱等指标变化显著,分析认为引起以上指标变化的原因是难降解有机物分解为小分子易降解有机物.生化性改变阶段废水中主要进行难降解有机物的分解反应,而非矿化反应.多位研究者GC-MC和分子量分布的实验结果表明,生化性改变阶段废水中小分子有机物种类和数量都明显增加.废水生化性指标和生化处理的相关研究报道进一步证明了生化性改变阶段废水生化性改善的事实.建议在今后研究中,以提高生化性改变阶段臭氧氧化反应效率为重点,破解难降解有机废水处理的难题.     

水体中苯的高级氧化及其反应动力学

根据臭氧的自分解以及臭氧与过氧化氢反应诱发产生OH．自由基机理,建立了有机污染物降解过程的动力学模型,并出有机物高级氧化过程的速率方程。实验研究了废水中的苯在298K和pH＝3－9的高级氧化降解过程。在碱性条件下,实验结果与导出的动力学模型相符。     

锌镁铝类水滑石催化臭氧氧化降解吡啶废水的工艺研究

通过尿素水热共沉淀法制备了一种锌镁铝类水滑石（LDHs）,将其煅烧制得焙烧态锌镁铝类水滑石（LDOs）,使用鼓泡搅拌反应器,以吡啶降解率和出水化学需氧量（COD）为评价指标研究了LDOs在臭氧氧化降解吡啶中的催化潜力,并分析了其催化臭氧氧化动力学。结果表明,与单独臭氧氧化相比,LDOs催化臭氧氧化可显著提升对吡啶的降解效果。对于初始质量浓度为300 mg/L的吡啶废水,在反应时间为40 min、催化剂用量为0.6 g/L和初始pH为10的条件下,吡啶降解率和出水COD可分别达到96.9%和71.7 mg/L,并且初始吡啶的质量浓度越低,降解速率越快。此外,LDOs还表现出优异的催化稳定性。单独臭氧和催化臭氧氧化降解吡啶的过程都近似符合伪二级反应动力学模型,同时结果表明·OH是LDOs催化臭氧氧化降解吡啶的主要自由基。吡啶的主要降解产物可能为N-甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺有机物以及硝酸根离子、二氧化碳和水等小分子无机化合物。     

预臭氧化去除水中有机物效果及其生物稳定性

以黄浦江上游水源为原水,采用运行水量各为1 m3·h-1的两套中试设备,通过在饮用水常规处理工艺前预加臭氧氧化和预加氯氧化平行对比试验,测定了CODMn、UV254、TOC三种表示有机物含量的替代参数和生物可同化有机碳AOC,研究了预臭氧化工艺对水中有机物的去除效果,并对预臭氧化水的生物稳定性进行了分析评价,发现:在原水CODMn为5.56~6.50 mg·L-1情况下,预臭氧化工艺对CODMn的去除率比预氯化工艺提高2.5%,对UV254的去除率比预氯化工艺提高6%;两工艺对TOC的去除率均不高;预臭氧化工艺出水生物稳定性差,AOC明显大于预氯化工艺.     

催化臭氧化与生物活性炭联用除污染中试研究

通过中试模型对比了单纯臭氧化与催化臭氧化分别与生物活性炭联用深度水处理技术的除污染效能.结果表明,催化臭氧化比单纯臭氧化更能强化生物炭去除有机物.催化臭氧化与生物炭联用具有协同除污染作用,有效降低了生物活性炭的有机物负荷、减轻了生物炭出水有害物质的穿透.催化臭氧化出水中剩余臭氧更少与溶解氧含量更高等对后续生物炭滤池中生物活性的增强有促进作用.     

铀矿碱性浸出液中有机物的催化臭氧化降解技术研究

采用催化臭氧化技术降解铀矿碱性浸出液中的有机物.由试验结果可知:单独臭氧化技术,有机物的降解率为15%;采用还原型催化剂(Ⅰ型:钒-二氧化锆-氮型;Ⅱ型:钒-二氧化硅-氮型;Ⅲ型:钒-二氧化钛-氮型),有机物的降解率为25%~30%,相对于单独臭氧化降解,降解率提高了14%~19%;采用氧化型催化剂(Ⅳ型:钒-二氧化锆-氧型;Ⅴ型:钒-二氧化硅-氧型;Ⅵ型:钒-二氧化钛-氧型),有机物的降解率为30%~65%,相对于单独臭氧化降解,降解率提高了21.8%、45.2%、53.7%;随着催化剂(Ⅵ型:钒-二氧化钛-氧型)用量的增大,有机物(CODCr)浓度越来越低,降解率逐渐升高,当用量大于0.8 g时,有机物(CODCr)降解率升高不明显,维持在60%~64%.     

臭氧及臭氧-双氧水处理高盐高有机物水热液对比

以焚烧飞灰与污泥协同水热产生的水热液作为研究对象，分别采用臭氧、臭氧-双氧水对其进行处理，对比研究不同处理条件对水热液的处理效果，分析高含盐量对臭氧、臭氧-双氧水处理水热液的影响。结果表明：与单独臭氧处理相比，臭氧-双氧水处理可显著降低水热液中有机污染物的UV254、3D荧光峰值；臭氧-双氧水协同处理促进了化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)和氨氮(NH₄-N)的去除效果，去除率分别提高了15.69%和10.09%。水热液的色度由2000倍显著降低到800倍。水热液相中较高的含盐量一定程度上抑制了臭氧对有机物的降解，双氧水的加入缓解了盐离子的抑制效应。     

多相催化臭氧氧化对CHCl3生成势降解效能研究

以腐殖酸为天然大分子有机物的代表物,研究了多相催化臭氧氧化技术对三卤甲烷生成势的去除规律.试验发现,催化剂的存在提高了臭氧对腐殖酸的无机矿化度,但并没有进一步改善臭氧化对腐殖酸分解产物的可生化性.在本试验条件下,反应的初始5min和20min后,催化臭氧氧化过程三卤甲烷生成势降低明显,并且显著优于单独臭氧化.而在反应的中间阶段(5～20min),催化臭氧氧化与单独臭氧化对三卤甲烷生成量的影响差异很小.对比THMFP/TOC比值,推测单独臭氧化和催化臭氧氧化后,有机物中可与氯反应生成DBP的反应点逐渐降低.相对而言,催化臭氧氧化较单独臭氧化对这些反应点的减少更有效.     

臭氧氧化降解除草剂扑草净实验研究

利用臭氧氧化去除水中三嗪类除草剂扑草净,探讨不同反应条件对扑草净降解效率的影响.结果表明,随着pH值和温度的增加,扑草净去除率先增大后减小,存在一个最佳pH值8.17和最佳反应温度28℃.随臭氧投量的增加,扑草净降解速率提高;扑草净初始质量浓度增加,扑草净降解效率减小.低质量浓度腐殖酸(0.2 mg/L)可以促进扑草净的降解,但是高质量浓度的腐殖酸对扑草净去除有抑制作用,当腐植酸投量为2.5 mg/L、5 mg/L时,扑草净去除率分别从不投加腐殖酸时的87.1%降低至83.94%、74.58%.碳酸氢根对扑草净去除有抑制作用,且随着碳酸氢根质量浓度的增大,抑制作用越明显,投加碳酸氢根质量浓度为2.0 mmol/L时,扑草净的去除率从不投加碳酸氢根时的87.1%降低至64.0%.     

臭氧氧化水中新型污染物三氯蔗糖的机理分析

为了探究新型污染物三氯蔗糖(SUC)的有效去除方法,考察了连续臭氧对水中SUC的降解效果,分析了臭氧通量、SUC初始浓度、初始p H值、温度和共存阴离子等因素对降解效果的影响,并通过产物鉴定推测了SUC的降解路径.结果表明:臭氧氧化工艺能高效去除SUC,中性条件下羟基自由基(HO·)间接氧化作用大于臭氧直接氧化.SUC降解过程均符合拟一级动力学反应方程特征,反应速率常数均随臭氧通量、p H值和温度的升高而增大;SUC的初始浓度高将降低降解效果,水中常见阴离子抑制SUC降解的顺序为CO_3~(2-)HCO_3~-Br~-Cl~-.利用幂指数型经验模型得到了臭氧降解SUC的动力学模型,臭氧氧化过程经LC/MS鉴定有4种中间产物,降解路径可能为糖苷键的断裂和HO·的取代反应.     

臭氧在水处理中的应用

综述了臭氧的氧化分解机理和臭氧氧化法对水和废水中无机物、难降解有机物、色度的去除,以及臭氧在循环冷却水处理、剩余污泥消除和饮用水消毒杀菌方面的应用研究进展,分析了臭氧氧化法的优缺点,指出了催化氧化及臭氧与其他技术联用是今后的发展方向。     

臭氧氧化苊及其中间产物特征分析

为考察生化法代替部分臭氧氧化的可能,研究了苊这种分子中含有饱和C-C键的典型性多环芳烃的臭氧氧化过程。使用液相色谱和紫外光谱观察了氧化过程和中间产物的变化,测定了中间产物水溶液的总有机碳浓度(TOC)和中间产物对活性污泥氧吸收速率(OUR)的影响。结果表明,苊被臭氧降解的同时将有中间产物生成;臭氧可以与中间产物继续反应,但过量的臭氧未实现对有机物的矿化;臭氧氧化改善了苊的可生化性。臭氧不完全氧化结合生物降解,有望成为兼顾经济性与效率的处理废水中苊的方法。     

采用组合式强化井灌的人工地下水回灌

利用城市再生水补给地下水是扩大地下水资源存储量、缓解水资源短缺的有效解决途径。该文通过土壤柱模拟组合式强化井灌系统,并协同臭氧氧化工艺针对城市再生水补给地下水进行研究。实验结果表明:该系统对化学需氧量(COD)的去除率为53%,对UV254的去除率为59%,对磷有较好的固定作用。土壤优先去除易生物降解、非芳香族特征的有机物。臭氧氧化可以改变再生水中有机物的分子结构,提高再生水的可同化有机碳(AOC)值,促进后续土壤对有机物的降解作用。     

新型高级氧化技术在污水处理中的应用

为了能够对污水中有毒难生物降解的有机污染物进行更加有效的处理，采用了一种V-O型高级催化氧化技术，通过试验初步探讨了其催化机理、催化性能和活性及其影响因素。试验结果表明，在自制的6种催化剂中，V-O／SiO2／N2显示了较好的催化性能和活性；其催化机理为催化剂和臭氧反应。生成了氧化性极强的羟基自由基；催化臭氧化时间、催化剂用量、进气臭氧浓度、体系pH值等因素均对降解产生一定的影响。研究结果为该技术在环境保护领域的应用前景提供了可靠的理论根据。     

饮用水中微量有机污染物质的GC/MS分析

采用XAD树脂富集技术和GC／MS方法,对长沙市某管网末梢水中的微量、痕量有机污染物进行分析,共检出有机污染物38种,其中以氯代化合物、邻苯二甲酸酯类、醇类、杂环类、芳烃为主,并且有5种物质在中国环境优先污染物“黑名单”之列,分别是三氯乙烯、萘、邻苯二甲酸二丁酯、乙苯、1,4-二甲基苯．由于常规水处理工艺无法去除这些对人体有害的物质,因此建议水厂在考虑自身条件的基础上,积极采用活性炭吸附、臭氧氧化以及膜分离等饮用水深度处理技术,生产出更加优质的饮用水．     

臭氧-生物活性炭工艺对有机物致突变性的影响

以南方某市水厂的中试试验为基础,结合Ames试验,重点研究了臭氧-生物活性炭工艺对饮用水中有机物致突变性的影响.结果表明,砂滤水表现为致突变阳性,其中的致突变物质为移码型致突变物而不是碱基置换型致突变物,臭氧活性炭工艺可去除水中部分移码型致突变物,使得致突变阳性水转化为致突变阴性水.     

催化臭氧氧化垃圾渗滤液水质变化的研究

采用CuO为催化剂对臭氧氧化垃圾渗滤液水质变化进行了研究.结果表明:CuO对臭氧氧化垃圾渗滤液反应具有明显的催化作用,最佳催化剂投加量为0.7g/L;BOD5/COD的研究表明臭氧氧化提高了垃圾渗滤液生物降解性;UV254研究显示催化剂存在条件下臭氧氧化可以使废水中不饱和有机物和芳香族化合物快速分解;三维荧光光谱(Excitation-Emission Matrix,EEM)分析结果表明垃圾渗滤液中含有较多类富里酸物质,臭氧氧化后类富里酸物质减少,并产生了新的有机物峰;臭氧氧化作为生物处理的预处理手段时,催化剂的加入能够加快反应速度,缩短反应时间,减少臭氧使用量.     

Improved Performance of Membrane Bioreactor by Sludge Ozonation for Reduction of Excess Sludge Production

To seek for an alternative solution for the treatment and disposal of excess activated sludge, a hybrid system of membrane bioreactor ( MBR) coupled with ozonation process (i.e., ozonation run) was set up to treat the domestic wastewater. A reference run without ozonation was also preformed as a control. The optimal ozone dose of solubilization in the ozonation run was firstly determined through the batch sludge ozonation tests. A 40-day continuous operation of the two parallel systems demonstrated that circulation of ozonized sludge as lysate did not impact the performance of MBR in terms of organic and ammonia removal. On the contrary, an improvement in TN removal (by 7.7%) and sludge reduction (by 54%) was observed in the ozonation-combined MBR, and it was furthermore illustrated by the calculation of the mass balance based on the COD and TN substances. In addition,ozonation did not deteriorate the sludge activities for the ozonation run, indicating that not much inert organic materials built up in the bioreactor. Decreased VSS/SS ratio and lower amount of filamentous bacteria after ozonation treatment on the other hand improved the sludge settleability, as lower and constant Sluge Volume Index (SVI) values were detected in the ozonation run.     

臭氧氧化发光法测定植物和土壤的有机质组成

本文在测定有机质含量的臭氧氧化发光实验平台的基础上,验证了反应方程,建立了根据臭氧氧化发光特征估算有机质组成的模型。实验表明,臭氧氧化发光法能够测定植物和土壤的有机质组成。相比传统方法,该方法快速、无污染,应用价值较大。