臭氧氧化處理城市污水

        城市污水處理廠已初步建成，通過消除微生物、營(yíng)養(yǎng)物和病原體，保護(hù)自然水生系統(tǒng)和水資源。然而，眾所周知，新出現(xiàn)的污染物，包括藥物活性化合物、個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品和內(nèi)分泌干擾化合物，經(jīng)常在生物處理的城市廢水(BTMW)中檢測(cè)到(Schwarzenbach等，2006年)。雖然這些化合物在廢水中通常以ng/l -μg /l濃度范圍存在，但它們可能造成生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，如高等生物女性化;微生物耐藥;很后，土壤、植物和動(dòng)物的積累(Pal et al. 2010)。因此，對(duì)BTMW廢水的進(jìn)一步臭氧處理是很基本的關(guān)注，特別強(qiáng)調(diào)消除新出現(xiàn)的污染物以及闡明EfOM的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制(表9)。

1、BTMW的非催化臭氧化

        重點(diǎn)研究了非催化臭氧氧化BTMW中有機(jī)反式物質(zhì)的形成和微污染物的消除。金等人對(duì)城市污水處理廠EfOM與臭氧的反應(yīng)性進(jìn)行了研究。(2016)。根據(jù)其疏水性可將其分為四類，重點(diǎn)研究了疏水酸(HOA)和疏水中性(HON)。值得注意的是，首先將HOA轉(zhuǎn)化為HON，然后將大部分HON組分進(jìn)一步臭氧化轉(zhuǎn)化為HI。這可以解釋，雖然原始的HOA和HON含有大量的芳香碳，但HON比HOA含有更多的脂肪碳和羧基碳(Lin等人)。HOA與臭氧的反應(yīng)活性高于hona。采用非催化臭氧氧化修復(fù)BTMW中的微污染物(Prieto-Rodríguez et . 2013, Uslu et al. 2015)。例如Prieto-Rodríguez等人(2013年)已經(jīng)確定了66種目標(biāo)微污染物，其中16種初始濃度超過1000 ng/l，構(gòu)成了初始出水污染物負(fù)荷的88%。在不進(jìn)行碳酸溶出和pH調(diào)節(jié)的情況下，處理60 min和臭氧消耗 9.5 mg/l后，98%的微污染物均得到降解。重要的是，實(shí)際BTMW出水在臭氧處理前的DOC為12.6 mg/l，處理后仍為11.8 mg/l。這可能與臭氧氧化過程中生成的中間體有關(guān)，因?yàn)榧葲]有完全降解，也沒有礦化。臭氧化的應(yīng)用在提高城市污水廢水的質(zhì)量是由大量的有限結(jié)構(gòu)多樣的微污染物以及廢水的不同質(zhì)量矩陣,預(yù)測(cè)策略消除ozone-refractory微污染物提出了BTMW(李等。2013)。經(jīng)確認(rèn)，doc標(biāo)準(zhǔn)化臭氧劑量、某些含有臭氧和˙OH的微污染物的速率常數(shù)，以及˙OH暴露量的測(cè)量，將是預(yù)測(cè)的關(guān)鍵參數(shù)。例如，通過測(cè)量˙OH暴露量，減少探測(cè)化合物對(duì)氯苯甲酸，可以很好地預(yù)測(cè)臭氧難降解微污染物的消除。

        根據(jù)遺傳毒性評(píng)估，觀察到呼吸測(cè)定法中的抑制從12%(臭氧處理前)降低到臭氧處理后的0% (PrietoRodríguez等人)。這與Reaume等人的報(bào)告類似。(2015)。然而，ozo國(guó)家后的毒性分析顯示，對(duì)V. fishi的生物發(fā)光發(fā)射沒有抑制作用(Prieto-Rodríguez等。2013)，而Stalter等人。(2010年)報(bào)告臭氧污染造成的污水毒性增加。這可以歸因于有毒的臭氧副產(chǎn)品的形成。在城市污水處理廠的臭氧化二次廢水中發(fā)現(xiàn)了來自魚胚胎發(fā)育遲緩的基因毒性增加(Yan等，2014年)。結(jié)果表明，廢水消耗0.5 mg O3 /mg DOC可產(chǎn)生67.7 mg/l的總?cè)?甲醛、乙醛、丙醛、乙二醛的混合物)，使幼蟲畸形增加53.8%。因此，采用生物過濾作為后處理工藝可以有效去除醛類等有毒副產(chǎn)物，從而減少臭氧對(duì)胚胎的毒性。

2、催化臭氧氧化BTMW

        研究了非均相或均相促進(jìn)劑催化臭氧氧化處理城市污水的效果。以磁性多壁碳納米管為載體的二氧化鈦納米復(fù)合材料改善了城市污水處理廠廢水中微污染物的光催化臭氧化(Yu et al.;2015)。結(jié)果表明，非催化臭氧氧化雖然只能達(dá)到44.9%的礦化度，但臭氧可以完全破壞目標(biāo)化合物的初始分子結(jié)構(gòu)。相比之下，光催化臭氧化可使TOC降低65.7%，顯示了較低濃度的中間體，包括酚類和羧酸類化合物。這歸因于pho促進(jìn)˙OH生成以催化臭氧化。值得注意的是，當(dāng)提供的臭氧劑量超過“臭氧劑量閾值”時(shí)，在H2O2存在的情況下，觀察到˙OH生成的明顯改善(Barry et al.)。2014)。這個(gè)閾值old是由于臭氧和廢水基質(zhì)中的引發(fā)劑/促進(jìn)劑之間的反應(yīng)而產(chǎn)生的，也加速了erating˙OH生成(Mvula等。2009)。因此，本文的作者(Barry et al。(2014)用這些compounds定義了臭氧排放的臭氧劑量閾值old，在此值之下加入H2O2對(duì)自由基的產(chǎn)生影響很小。

        綜上所述，催化臭氧化和非催化臭氧化可以進(jìn)一步降低EfOM, TOC的還原和有機(jī)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變證明了這一點(diǎn)。然而，人們將認(rèn)識(shí)到臭氧化后EfOM基因毒性的增加，這可能是由于臭氧化副產(chǎn)物如總?cè)┑亩拘愿哂谟袡C(jī)原料。