废水中药品及个人护理用品(PPCPs)的去除技术研究进展

废水中的药品及个人护理用品已成为一类新兴污染物,主要包括人用和兽用药物(如抗生素、止痛消炎药和镇癫药等)、兴奋剂、显影剂、化妆品、麝香等.随着社会经济发展和人们生活水平的提高,PPCPs的生产量和消费量不断增加,导致环境中PPCPs的检出频率和浓度不断升高.PPCPs对生态环境及人类健康的潜在危害,引起了人们的高度关注.如何有效去除废水中PPCPs类污染物,是水污染控制领域的研究热点和难点.基于作者近年来在去除PPCPs方面的研究工作,并结合国内外研究现状及进展,简要介绍废水中PPCPs的来源、危害及分类,总结了这类污染物的去除方法,包括物理分离法(吸附与膜分离)、生物降解法(厌氧生物处理与好氧生物处理)、化学氧化法(臭氧氧化、芬顿氧化、辐射分解、超声氧化、湿式氧化、热解及低温等离子体技术等)及其耦合技术.吸附法条件温和,简单易行,但吸附剂的再生及后续处理成本较高;膜分离法去除效率高,但容易造成膜污染,且浓缩液需要进一步处理;生物法中膜生物反应器,与传统生物法相比,可极大提高污染物去除效率.化学氧化法,尤其是基于羟基自由基(·OH)的高级氧化法,具有污染物去除效率高等优点,但运行成本较高,操作复杂.组合不同的处理方法,形成联合处理工艺,可极大提高这类污染物的去除效率,是今后的重点研究方向.辐射技术作为一种新兴的水处理技术,既可以作为预处理,降低废水的生物毒性,提高可生化性,也可以作为深度处理,进一步提高出水水质.辐射技术与传统的处理工艺耦合,可以形成技术可行和经济合理的废水处理新工艺,显著提高对废水中PPCPs类污染物的去除效果.     

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。     

饮用水处理中的臭氧氧化及其相关氧化工艺

总结了臭氧(O3)氧化及其相关氧化工艺在天然水(地表水及地下水)处理中的主要应用。提出在整个水处理中氧化剂可在预氧化、中间氧化、末端消毒进行多点投加。文章论及的化学氧化包括：去除无机物、促进凝聚-絮凝处理、氧化天然有机物、氧化微污染物、消毒，并对各工艺的工艺原理及处理效果做了阐述。     

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.     

臭氧在水处理技术中的应用

针对常规水处理工艺的不足,提出臭氧可应用于各种水处理技术中以改善处理效果.该文通过O3/H2O2、臭氧/活性炭、O3/UV等臭氧高级氧化技术,进一步分析臭氧在水中的分解机理,得出羟基自由基的存在是臭氧具有强氧化性的原因之一.羟基自由基的强氧化性,可有效提高处理效果,在各种水处理技术中有着广泛的应用.     

非均相电芬顿技术降解抗生素废水的研究进展

抗生素废水污染如今已成为全球最为严峻的环境问题之一,对人类的生存和生态系统的平衡都具有巨大的威胁。非均相电芬顿法作为一种可以降解抗生素污染物的高级氧化技术(advanced oxidation process, AOPs),因其氧化效率高、氧化性能强、不易产生二次污染等优点而受到广泛关注。从反应机理、催化剂、阴极材料3个方面概述了非均相电芬顿技术降解抗生素废水的研究现状和存在问题,最后对非均相电芬顿技术降解抗生素废水发展方向做出展望。     

高压脉冲放电等离子体水处理技术研究进展

水中高压脉冲放电可引起多种物理和化学效应,该技术处理废水具有高能电子、紫外线、臭氧等多因素的综合作用,是集光、电、化学等多种氧化于一体的新型水处理技术,具有良好的发展前景.本文介绍了这一技术在水处理方面的技术原理、高压脉冲电源、有机污染物的降解以及催化剂的应用等方面的研究进展,并提出了此技术存在的问题和前景.     

饮用水处理过程中的化学氧化技术

论述了当前饮用水处理过程中去除水中有机污染物的化学氧化技术应用,包括二氧化氯、过氧化氢、臭氧、臭氧-生物活性炭、臭氧-过氧化氢,臭氧-辐射氧化、高锰酸钾氧化法的研究与应用。分析了各种方法的优点与存在的问题,并对其应用于饮用水处理的发展提出了设想．     

用Fe2+/O3对垃圾填埋场后期渗滤液的预处理

用自制微孔扩散式接触反应器对Fe2 催化臭氧化预处理垃圾填埋场后期渗滤液进行了实验分析.结果表明,添加一定量的Fe2 ,对臭氧氧化渗滤液中的化学需氧量(CODC r)具有明显的催化作用.当臭氧流量为8.89 mg/m in、Fe2 添加量为10 mg/L,经90 m in处理后,模拟废水的生化需氧量/化学需氧量(BOD5/CODC r)可由初始的0.17提高至0.35,改善了废水的可生化性;同时,渗滤液的色度、浊度、腐殖酸和悬浮物(SS)也有较高的去除率.     

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.     

基于阳极氧化和电芬顿法的吲哚降解机理研究

对典型的含氮杂环有机物吲哚,采用阳极氧化和电芬顿法进行了降解研究.结果表明,吲哚在阳极氧化和电芬顿体系下可达到68%和97%的去除效果,而相应的TOC去除效果分别为15%和38%.通过盐桥将阴阳极室隔开后的处理结果表明,吲哚的主要降解途径为阳极氧化和羟基自由基氧化,依次经氧化吲哚和靛红后开环,部分吲哚在反应过程中聚合为二聚体.     

臭氧氧化处理长江低含油量压载水试验

为控制含油压载水对长江生态环境的污染,对臭氧氧化方法深度处理含油压载水的技术原理进行分析,并就臭氧质量浓度、水体温度、氧化时间等因素对处理效果的影响进行试验研究.试验结果表明,臭氧质量浓度达到8.28 mg/L,在较短的接触时间(8 min)内,臭氧对不同油品的质量浓度在20mg/L左右的压载水中油去除率可达90%以上.在臭氧氧化过程中,温度对石油类的去除影响并不明显,但pH值对去除率影响显著,并且随着反应过程的深入,原水pH值及COD都有所下降.     

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。     

典型高级氧化技术控制抗生素氯化消毒副产物的研究进展

许多国家的饮用水水源中都检出了磺胺类、青霉素类、四环素类等抗生素,甚至是在饮用水中也有检出.这些抗生素在饮用水消毒处理过程中容易转化为具有致癌、致畸、致突变作用的消毒副产物(DBPs),对水生态的稳定与人类健康造成了威胁,已经引起了学者的广泛关注.高级氧化技术(AOPs)由于具有强氧化性的特点,为解决这一环境威胁提供了...     

用硅钨酸催化臭氧氧化降解聚乙烯醇模拟废水

以臭氧氧化不易生物降解的聚乙烯醇（PVA）模拟废水, 考察典型杂多酸（HPA）对臭氧氧化的催化作用. 先在3种典型杂多酸中筛选出对臭氧氧化PVA具有催化效果的硅钨酸（HSiW）, 考察反应时间、 臭氧质量浓度、 体系pH值、 催化剂用量和反应温度对PVA去除率的影响, 再通过正交实验确定去除PVA的最佳条件. 结果表明： 体系的pH值对PVA去除率影响最大, 催化剂用量的影响最小; HSiW催化臭氧氧化体系去除PVA的最佳条件为ρ(O₃)=25 mg/L, 反应温度30 ℃, 体系pH=8.3, 催化剂用量250 mg/L, 在该条件下降解反应5 min, PVA去除率即可达98.3%; HSiW未改变臭氧氧化降解PVA的基本途径, HSiW可促进臭氧分解, 生成更多的HO·, 并可催化臭氧与PVA的直接反应.     

芬顿试剂氧化污水及无机离子影响的研究

采用芬顿试剂对生活污水进行预氧化处理,通过测定COD、BOD5变化来比较氧化效果.在单因素实验的基础上,采用正交实验研究.芬顿试剂的最佳氧化工艺是：FeSO4.7H2O物质的量为3mmol,pH值为3,n（H2O2）∶n（Fe^2＋）为3∶1;反应时间为120 min.处理后的废水的可生化性、COD去除率大大提高,为进一步的生化处理创造了良好的条件;研究了几种无机离子对芬顿试剂氧化的促进或抑制作用.研究表明,Fe3＋具有一定的促进作用,而Cu^2＋、Cl^-有一定的抑制作用,H2PO4-有较强的抑制作用.     

臭氧催化氧化深度处理造纸废水研究

为了考察臭氧催化氧化深度处理工艺对造纸废水的处理效果,采用臭氧单独氧化、O3/H2O2、O3/CeO2及O3/AC技术,考察其对水中UV254、COD的去除效果,同时分析了H2O2投加量对O3/H2O2氧化造纸废水效果的影响.实验结果表明,臭氧氧化具有很好的脱色及氧化水中UV254的效果;在本试验条件下,原水经过臭氧氧化10 min便可以完全褪去,UV254去除率最高可达58%左右;在O3/H2O2深度处理过程中,增加H2O2投加量只是略微提高了UV254去除率,但COD去除率反而降低.所以,在臭氧氧化某些造纸废水时,并不需要采用臭氧催化氧化技术,单独臭氧氧化便可以达到较理想效果.     

高藻期滦河水处理工艺流程对比试验研究

对天津滦河高藻原水进行常规处理工艺、常规处理-活性炭工艺、常规处理-预氧化和臭氧活性炭工艺处理效能的对比试验,研究结果表明:在常规处理工艺投加适量的混凝剂可有效控制浊度,但其对TOC和藻类的去除率仅为38.7%和89.5%;在常规处理工艺基础上增加后续活性炭过滤后,TOC和藻类的去除率可达65.1%和97.0%;在臭氧预氧化和常规处理基础上增加臭氧活性炭工艺,TOC和藻类的去除率可达83.2%,98.3%;同时臭氧预氧化可提高气浮对藻类和TOC的去除效率,臭氧中间氧化也有利于提高活性炭对TOC的去除.     

Fe-Mn-MCM-41分子筛催化臭氧氧化控制含溴水中溴酸盐的生成

采用水热法合成铁、锰双金属掺杂MCM-41(Fe-Mn-MCM-41),并将其用于控制催化臭氧氧化含溴水体中溴酸盐,研究了初始pH、叔丁醇（TBA）、磷酸盐等对溴酸盐抑制效果的影响. 结果表明,当溶液初始pH为5.0～9.0时,溴酸盐生成量随pH值升高而增加, pH = 5.0时催化剂对溴酸盐的抑制率达到85.9%.叔丁醇（TBA）的加入使单独臭氧氧化与催化臭氧氧化中溴酸盐生成量明显降低,当加入0.1 mM TBA后,溴酸盐分别减少67.7%和81.1%. 磷酸盐的加入（1、5、10 mg/L）会降低溴酸盐生成量,当加入1 mg/L磷酸盐时,单独臭氧氧化与催化臭氧氧化两种体系中,溴酸盐抑制率分别达到29.6%和82.5%. 此外,还研究了体系中生成的HOBr与H2O2浓度,结果表明,单独臭氧氧化中次溴酸浓度高于催化臭氧氧化过程,说明催化臭氧氧化过程是通过阻止Br-氧化生成HOBr/OBr-抑制溴酸盐生成; Fe-Mn-MCM-41/O3中的H2O2浓度高于O3过程,而H2O2是一种溴酸盐抑制物,证明了催化剂的加入可以提高对溴酸盐的抑制率. 因此,Fe-Mn-MCM-41是一种可用于控制含溴水体中溴酸盐生成的臭氧氧化催化剂.     

褐煤气化废水的物化预处理

采用臭氧氧化方法对隔油后的褐煤气化废水进行预处理,实验从臭氧投加速率、pH、反应温度、反应时间等方面对反应条件进行探索,得到最佳反应条件:初始pH≈3,投加速率10 mg/(L·min),反应温度约40℃,反应时间180 min.在最佳条件下,化学需氧量(CODCr)去除率可达30％以上,挥发酚去除率可达95％以上,反应后生物需氧量(BOD5)与CODCr比值可达0.5以上.分析最佳条件下出水气相色谱-质谱,发现臭氧对于水中大部分的酚类、石油类、芳环类物质降解率均在90％以上.