二級(jí)出水中有機(jī)物深度處理工藝的研究進(jìn)展

彭 鵬,唐 晨,劉 斌,周娟娟,安 瑩,*

(1.上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院<集團(tuán)>有限公司,上海 200092;2.上海電力大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院,上海 200090)

城市污水中含有大量各種復(fù)雜類型的有機(jī)物。雖然其中90%以上的有機(jī)物可以通過常規(guī)生物處理有效去除,但不可避免地會(huì)留下一些難治理的有機(jī)殘留物,這些經(jīng)過一級(jí)和二級(jí)生化處理后殘留在污水中的難降解有機(jī)物統(tǒng)稱為二級(jí)出水有機(jī)物(EfOM)[1]。EfOM在水生生態(tài)系統(tǒng)中起著有害作用,并且在接受水的氯化過程中有可能產(chǎn)生致癌的消毒副產(chǎn)物(DBPs)。此外,EfOM傾向于與有機(jī)微污染物和金屬形成復(fù)合物,并影響它們?cè)谒h(huán)境中的運(yùn)輸[2]。因此,為了保護(hù)水環(huán)境,有必要對(duì)EfOM進(jìn)行深度處理。

近年來,紫外可見光譜、三維熒光光譜、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、尺寸排阻色譜和傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜(FT-ICR-MS)為EfOM的表征做出了重要貢獻(xiàn)。本文總結(jié)了EfOM的組成,并對(duì)EfOM中的成分進(jìn)行量化和表征,同時(shí)概述了幾種深度處理工藝及組合工藝對(duì)其去除效果,為EfOM的去除提供技術(shù)參考。

1 EfOM的組成

進(jìn)入污水處理廠的污水一般來自市政和工業(yè)排水,污染物組成非常復(fù)雜,不同污水處理廠的進(jìn)水組成根據(jù)其收集廢水來源的不同有很大差異[3]。EfOM由顆粒態(tài)和溶解態(tài)的有機(jī)化合物組成,粒徑一般不小于0.45 μm的EfOM為顆粒態(tài)出水有機(jī)物(pEfOM),粒徑小于0.45 μm的EfOM為溶解態(tài)出水有機(jī)物(dEfOM)。pEfOM主要包括纖維素纖維、藻類、原生動(dòng)物、細(xì)菌絮狀物和單細(xì)胞、微生物廢物及植物的有機(jī)殘骸[4]。dEfOM是EfOM的主要成分,其可以分為溶解性天然有機(jī)物(NOM)、可溶性微生物產(chǎn)物(SMP)、合成有機(jī)化合物(SOCs)。

1.1 NOM

NOM是腐爛的植物和動(dòng)物經(jīng)過一系列生物和物理化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生的活性有機(jī)物質(zhì)[5]。NOM廣泛存在于環(huán)境中,在元素地球化學(xué)循環(huán)中起著重要作用,為水生生態(tài)系統(tǒng)中微生物網(wǎng)的養(yǎng)分和能量來源,是地球上最大的碳庫[6]。污水中的天然有機(jī)物一般為給水處理后剩余的腐殖質(zhì)類物質(zhì)。

1.2 SMP

1.3 SOCs

SOCs包括家庭或工業(yè)使用過程中產(chǎn)生的內(nèi)分泌干擾物(EDCs)、藥品和個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品(PPCPs)、DBPs等。這些SOCs雖然占比少,但是其難生物降解,容易在EfOM中殘留。EDCs也稱為環(huán)境激素,是一類外源性干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)的化學(xué)物質(zhì),可分為多鹵聯(lián)苯類、鄰苯二甲酸酯類、酚類、重金屬類、有機(jī)錫類等,通過干擾激素的合成、分泌、運(yùn)輸、代謝和結(jié)合,從而影響生物平衡、發(fā)育、生殖過程[10]。PPCPs為用于人類和動(dòng)物的具有健康或醫(yī)療目的的處方和非處方產(chǎn)品,主要包括抗生素、抗炎藥、血脂調(diào)節(jié)劑、抗驚厥藥物等[11]。污水處理廠的不完全處理導(dǎo)致PPCPs通過點(diǎn)源和非點(diǎn)源排放到水生環(huán)境中,盡管其通常微量存在于水生環(huán)境中,但也可能對(duì)暴露的生物體或生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成潛在風(fēng)險(xiǎn)[12]。DBPs是一種特殊類型的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物,為水流出物中存在的天然有機(jī)物與消毒劑(例如氯、O3)反應(yīng)時(shí)形成的化合物[13]。

2 EfOM的量化和表征方法

EfOM中具有不同結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的化合物的確切濃度和類別難以確定,因此,很多研究都著重于對(duì)EfOM進(jìn)行表征,各種分析技術(shù)單獨(dú)或組合使用,以提供有關(guān)這些物質(zhì)的充分信息。在以往的研究中,EfOM通常用COD、BOD、DOC或總有機(jī)碳(TOC)和溶解性有機(jī)氮進(jìn)行量化,這些參數(shù)常被用作對(duì)污水處理廠運(yùn)營和質(zhì)量控制的常規(guī)評(píng)估,以滿足處理后的污水排放要求,然而,并不能提供任何關(guān)于EfOM結(jié)構(gòu)的信息。

親疏水性分離的樹脂分級(jí)有利于EfOM表征。市政污水二級(jí)出水采用DAX-8/XAD-4樹脂分離,得到疏水酸性、疏水堿性、弱疏水性和親水性有機(jī)物4個(gè)組分,UV254(有機(jī)物在254 nm波長紫外光下的吸光度)分別為0.115、0.031、0.038 cm-1和0.011 cm-1[14]。對(duì)焦化廢水EfOM采用XAD-4和XAD-8樹脂將其分離成了疏水酸性、疏水中性、弱疏水性和親水性4種不同的組分,疏水性組分是所有EfOM樣品中的主要成分,占DOC的60%以上;尺寸排阻色譜圖顯示EfOM相對(duì)分子質(zhì)量分布值為300～1 500 Da,表明EfOM的主要成分為相對(duì)分子質(zhì)量較高的難降解和芳香族有機(jī)化合物[15]。

三維熒光光譜和FTIR及其相關(guān)二維光譜對(duì)EfOM的表征對(duì)組分和結(jié)構(gòu)的深入研究起到了積極的促進(jìn)作用。對(duì)市政污水EfOM進(jìn)行三維熒光分析,得到EfOM主要由兩個(gè)蛋白質(zhì)組分(酪氨酸和色氨酸)和兩個(gè)腐殖質(zhì)組分組成,污水處理廠的EfOM主要來自水生細(xì)菌,蛋白質(zhì)組分是原水中EfOM的主要含量,占原水中EfOM的76%[16]。使用三維熒光光譜結(jié)合二維相關(guān)光譜(2D-COS)對(duì)EfOM進(jìn)行分析,得到腐殖質(zhì)組分(微生物類腐殖質(zhì)組分和陸地類腐殖質(zhì)組分)和蛋白質(zhì)組分(酪氨酸);使用高效液相色譜結(jié)合熒光檢測(cè)器測(cè)定了EfOM的相對(duì)分子質(zhì)量分布,結(jié)果顯示腐殖質(zhì)組分的相對(duì)分子質(zhì)量分布主要為100～5 000 Da,蛋白質(zhì)組分表現(xiàn)出廣泛的相對(duì)分子質(zhì)量分布,為0.001～200 kDa;進(jìn)行FTIR結(jié)合2D-COS分析時(shí),檢測(cè)出含有C=C雙鍵、脂肪族C-H以及酚和醇C-O鍵的芳族結(jié)構(gòu)[17]。

與三維熒光光譜、紫外-可見光光譜和FTIR等常規(guī)分析手段相比,FT-ICR-MS具有超高分辨率和質(zhì)量精度,可以在復(fù)雜體系中提供有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)和元素組成等信息[18]。FT-ICR-MS已成為對(duì)EfOM進(jìn)行深入分子表征的可靠工具。在過去的10年中,FT-ICR-MS在分子水平上對(duì)EfOM的化學(xué)表征具有主導(dǎo)地位。在對(duì)污水處理廠二級(jí)出水和再生水EfOM用FT-ICR-MS分析,檢測(cè)到EfOM中含有碳?xì)溲?CHO)和碳?xì)溲趿?CHOS)類物質(zhì),二級(jí)出水中EfOM以72%的CHOS類物質(zhì)為主,再生水中EfOM以73%的CHOS類物質(zhì)為主[19]。

3 不同深度處理技術(shù)在EfOM中的應(yīng)用

3.1 混凝

圖1為去除EfOM的不同深度處理技術(shù)?；炷且环N簡單且經(jīng)濟(jì)的處理工藝,能夠根據(jù)操作條件、混凝劑類型和廢水特性去除有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)和膠體顆粒[20]?；炷闹饕コ龣C(jī)理為通過吸附電中和、吸附架橋、網(wǎng)捕卷掃和金屬離子水解產(chǎn)物吸附等去除EfOM[21]。常用的化學(xué)混凝劑如Al2SO4、FeCl3、Fe2(SO4)3等在過去被廣泛應(yīng)用,混凝法對(duì)EfOM的去除已有廣泛的研究。Liu等[22]研究了Al2SO4混凝法從廢水二次流出物中去除EfOM及其對(duì)鹵乙酸形成的影響。結(jié)果表明,不完全混凝顯著增加了處理污水中鹵乙酸的形成,而強(qiáng)化混凝顯著減少了DBPs前體。Song等[23]在探究AlCl3混凝過程中EfOM結(jié)構(gòu)特性的變化及其對(duì)DBPs形成影響的研究中發(fā)現(xiàn),與親水性和疏水酸餾分相比,混凝法在去除疏水堿和疏水中性餾分方面表現(xiàn)更好。所有餾分在中性條件下的去除效率均高于酸性條件下。Wang等[24]分析了不同劑量的聚合氯化鋁(PAC)在pH值為7下對(duì)污水處理廠EfOM的去除效果,在PAC質(zhì)量濃度為16 mg/L時(shí),對(duì)各種形式的有機(jī)廢物的去除效果最佳。

圖1 EfOM的深度處理技術(shù)

研究者已經(jīng)在各種植物、動(dòng)物和微生物中進(jìn)行了研究,以尋找潛在的生物混凝劑替代常規(guī)化學(xué)混凝劑[25]。生物混凝劑由多糖、蛋白質(zhì)和其他官能團(tuán)組成,通過加速水和廢水處理的混凝過程及之后的沉淀過程來發(fā)揮作用[26]。生物混凝劑可以根據(jù)其來源進(jìn)行分類,即植物基混凝劑、動(dòng)物基混凝劑和微生物基混凝劑。植物基混凝劑是源自各種植物部位和物種的天然、水溶性和有機(jī)混凝劑[27]。用秈稻、棗椰樹、綠豆和鴿子豌豆種子粉末對(duì)廢水進(jìn)行處理時(shí),以NaCl溶液為提取劑,木豆種子的渾濁度去除率最高,為94.62%,青豆、羅望子秈稻、棗椰樹種子去除率分別為76.08%、71.47%、62.98%;用蒸餾水作提取劑,渾濁度去除性能略低于用NaCl溶液為提取劑,FTIR顯示種子粉末中存在羥基、蛋白質(zhì)、多糖、木質(zhì)素和脂肪酸物質(zhì)[28]。PhanerochaetechrysosporiumBKMF-1767產(chǎn)生的微生物基混凝劑表現(xiàn)出較高的絮凝活性,其主要官能團(tuán)為具有高相對(duì)分子質(zhì)量的羥基和羧基,在對(duì)市政污水處理時(shí),實(shí)現(xiàn)了較高的COD去除效率,去除率達(dá)到75%[29]。

這些問題的設(shè)計(jì)，一環(huán)緊扣一環(huán)，可以層層啟發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的推理能力和思維能力，激發(fā)學(xué)生探究問題，讓學(xué)生理解并掌握長方體體積和所拼圖形的長、寬、高的關(guān)系。

常用的化學(xué)混凝劑因其高性能、低成本、高可用性和高效率在污水處理廠廢水處理中受到廣泛使用。但是大量使用容易造成環(huán)境和健康問題,如金屬離子造成水體污染和大量污泥產(chǎn)生,并且?guī)憝h(huán)境和健康問題,存在鹵乙酸和三鹵甲烷等DBPs形成或增加的風(fēng)險(xiǎn)[24]。盡管已經(jīng)出現(xiàn)植物基混凝劑和微生物基對(duì)廢水處理的應(yīng)用,但在大規(guī)模使用中的適用性尚未得到充分發(fā)展,大多數(shù)研究為僅限于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的研究,因此,將技術(shù)轉(zhuǎn)移到工業(yè)和實(shí)際應(yīng)用水平是具有挑戰(zhàn)性的。此外,從生態(tài)學(xué)的角度來看,在提取活性混凝化合物方面也存在挑戰(zhàn)。

3.2 高級(jí)氧化工藝(AOPs)

AOPs是20世紀(jì)80年代開發(fā)的一種新型高效污染物控制技術(shù)[1]。AOPs利用強(qiáng)效氧化劑和催化劑產(chǎn)生氧化性極強(qiáng)的HO·,HO·可以使難降解的物質(zhì)開環(huán)、斷鍵,從而有效降低EfOM。它們可以通過催化劑附近的化學(xué)和光化學(xué)氧化來破壞有機(jī)化合物[30]。由于AOPs具有較強(qiáng)的氧化能力和對(duì)污染物的低選擇性,且能去除微量的有害化學(xué)物質(zhì)和難降解有機(jī)物,近年來已被廣泛應(yīng)用于EfOM的處理。

3.2.1 O3氧化

O3氧化是一種廣泛應(yīng)用于廢水處理的氧化技術(shù)。O3氧化的優(yōu)點(diǎn)有不產(chǎn)生污泥、不增加污水量、能分解和氧化難以通過生物降解的有機(jī)物,以及對(duì)污水的色度、臭味、細(xì)菌和病毒有較好的去除效果[31]。賈文娟等[32]的研究發(fā)現(xiàn),在O3質(zhì)量濃度為1.31 mg/L、通入時(shí)間為60 min時(shí),對(duì)EfOM中DOC去除率高達(dá)70%;通入O35 min時(shí),水中溶解性有機(jī)物的熒光特性基本消失。但是O3在水中的溶解度和穩(wěn)定性相對(duì)較低,并且在酸性pH下選擇性地與有機(jī)化合物反應(yīng)。此外,經(jīng)O3氧化后殘留有機(jī)物可生化性普遍會(huì)被提高,很容易消耗受納水體溶解氧并導(dǎo)致水體缺氧而發(fā)黑、發(fā)臭;與此同時(shí),O3氧化滯留的中間產(chǎn)物、副產(chǎn)物等還會(huì)進(jìn)一步增加出水潛在毒性威脅[33]。

3.2.2 光化學(xué)氧化

綜上,AOPs存在有毒副產(chǎn)物生成的安全隱患、運(yùn)行成本高及操作環(huán)境復(fù)雜等難題。未來應(yīng)該更加深入研究AOPs和其他方法聯(lián)用技術(shù)。爭取研制出壽命長、重復(fù)性好、催化活性穩(wěn)定、更加經(jīng)濟(jì)的催化劑,使得該技術(shù)在深度處理EfOM領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

3.3 吸附

吸附法是利用多孔材料與有機(jī)物之間的靜電作用、氫鍵作用、Lewis酸堿、范德華力相互作用來分離廢水中的EfOM[39]。吸附法的核心是吸附材料,處理二級(jí)出水常用的吸附劑有活性炭、活性焦等碳材料和樹脂高分子材料兩種。吸附因其低成本和操作過程簡單而備受關(guān)注,目前已用于EfOM的單獨(dú)處理和其他工藝的組合處理。

生物活性炭(BAC)過濾二級(jí)出水,實(shí)現(xiàn)了64.2%～64.2%的DOC去除率,渾濁度去除率為70.6%～84.5%[40]。對(duì)兩個(gè)污水處理廠二級(jí)出水進(jìn)行處理時(shí),單獨(dú)粒狀活性炭(GAC)處理實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)大的去除率,UV254的去除率為70%,CODCr去除率分別為82%和86%,但是單獨(dú)的GAC處理不足以完全消毒,消毒結(jié)果表明O3-GAC-O3和O3/H2O2-GAC-O3/H2O2工藝更適合對(duì)出水有機(jī)物的處理[41]。對(duì)二級(jí)出水進(jìn)行處理時(shí),單獨(dú)O3處理微污染物去除率低于20%。但是添加GAC裝置后,O3/GAC工藝對(duì)微污染物去除率達(dá)到95%[42]。磁性陰離子交換樹脂(MIEX)是一種強(qiáng)堿陰離子交換樹脂,被廣泛用于從水中去除DOC,MIEX的磁性氧化鐵顆粒芯使其能夠在連續(xù)過程中從有機(jī)物中分離、回收和再生[43]。MIEX樹脂在O3化之前已用于飲用水處理,但在去除EfOM中應(yīng)用較少。這種組合可以減少臭氧化過程中對(duì)O3的需求,以及減少DBPs和溴酸鹽的形成[44]。

吸附法的局限在于吸附劑的再生問題需要改善,目前最常用的方法是通過焚燒吸附劑來揮發(fā)或炭化吸附的有機(jī)污染物,從而進(jìn)行熱再生。但是熱再生會(huì)釋放二氧化碳或一氧化碳,會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣。并且該工藝只是通過吸附實(shí)現(xiàn)部分COD去除,并未對(duì)其無害化降解,吸附飽和的吸附介質(zhì)可能還會(huì)帶來二次污染。

3.4 膜分離

膜分離是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的新型分離技術(shù)[45]。膜分離技術(shù)是利用膜對(duì)不同物質(zhì)的選擇透過性差異,在一定的傳質(zhì)推動(dòng)力下將EfOM分離,是一種高效的新型分離技術(shù)。EfOM由于其持久性、毒性和生物難降解性,已成為最嚴(yán)重的環(huán)境問題之一。傳統(tǒng)工藝對(duì)于有機(jī)污染物的完全降解不是很有效,由于膜分離技術(shù)具有分離選擇性高、能耗低、對(duì)額外化學(xué)品的需求少、易于擴(kuò)大和可連續(xù)運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是最有前景的水凈化方法之一[46]。

在對(duì)EfOM的處理中,膜分離得到了較為廣泛的應(yīng)用。用非均相碳納米纖維負(fù)載的Co3O4(Co3O4@CNF)與超濾(UF)膜結(jié)合激活的過一硫酸鹽(PMS)氧化處理EfOM。系統(tǒng)顯著提高了出水有機(jī)物的去除率,DOC和UV254去除率分別為46.5%和58.4%;三維熒光分析得到EfOM中存在色氨酸、陸地或海洋腐殖質(zhì)、UV和可見光區(qū)域中的富里酸3種組分,系統(tǒng)對(duì)3種組分去除率分別為83.9%、89.2%、90.5%[47]。UF與反滲透(RO)膜工藝處理二級(jí)出水,UF主要去除相對(duì)分子質(zhì)量大于10 kDa的DOM,RO對(duì)去除各種相對(duì)分子質(zhì)量的DOM,特別是低分子DOM有顯著影響;該工藝對(duì)親水性和疏水性組分具有較高的脫除作用,UF主要去除疏水組分,而RO對(duì)親水組分的去除效果較高;三維熒光顯示UF與RO工藝對(duì)富里酸、腐植酸、酪氨酸和色氨酸具有較高的去除作用,對(duì)腐植酸的去除效果最好[48]。UF對(duì)EfOM中高相對(duì)分子質(zhì)量有機(jī)物去除效果好,中低相對(duì)分子質(zhì)量有機(jī)物去除效果較弱,納濾膜和RO處理EfOM過程中容易造成膜污染。

膜分離過程中最大的制約因素是膜污染問題,膜污染的主要貢獻(xiàn)者是富含蛋白質(zhì)的生物聚合物污染層、腐植酸、膠體等,通過物理反沖洗和化學(xué)清洗可以部分恢復(fù)膜的滲透性,但頻繁的清洗會(huì)縮短膜的使用壽命[49]。許多研究將改善膜污染的注意力轉(zhuǎn)向了膜的預(yù)處理,混凝和預(yù)氧化作為緩解膜污染的預(yù)處理方法受到了廣泛關(guān)注。Fe(Ⅱ)活化PMS工藝預(yù)處理二級(jí)出水后,顯著降低了膜孔的堵塞和不可逆阻力的比例[49]。因此,在未來研究人員只有通過有效的預(yù)處理或研發(fā)抗污染性能更好的膜材料來降低膜污染,從而降低成本,這樣才能使膜分離技術(shù)在EfOM深度處理中廣泛使用。

3.5 組合工藝

眾多研究表明,組合工藝對(duì)EfOM的去除優(yōu)于單一處理工藝。表1總結(jié)了組合工藝對(duì)EfOM的去除效果。在催化臭氧化-混凝組合工藝中,對(duì)工業(yè)園區(qū)二級(jí)出水用FeCeAC/O3-PAC工藝處理時(shí),EfOM中TOC去除率為35.63%,而單一混凝處理TOC去除率為6.59%。PAC用量相同時(shí),與PAC-FeCeAC/O3工藝相比,UV254和TOC在FeCeAC/O3-PAC中的去除效率分別提高了13.52%和12.11%[50]。FeCeAC催化O3分解生成HO·等活性氧基團(tuán),引發(fā)EfOM的降解,增加了SMP的含氧官能團(tuán)含量。通過添加PAC進(jìn)一步催化殘留的O3,從而促進(jìn)氧化和降解,并且工藝流程順序在兩者之間的協(xié)同效應(yīng)中起著至關(guān)重要的作用。此外,使用FeCeAC/O3-PAC工藝處理時(shí),二級(jí)出水CODCr質(zhì)量濃度可降至48.10 mg/L,低于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)國家一級(jí)A類排放限值(50 mg/L)。與Fenton工藝和O3氧化等典型的深度處理相比,FeCeAC/O3-PAC的運(yùn)行成本具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

表1 EfOM的組合處理工藝

混凝-UV/O3工藝對(duì)從低相對(duì)分子質(zhì)量到高相對(duì)分子質(zhì)量的大多數(shù)有機(jī)物都有一定的去除效果。Fenton與曝氣生物濾池(BAF)組合工藝對(duì)EfOM礦化效率大于70%,BAF反應(yīng)器的直接處理對(duì)二級(jí)出水中EfOM的降解效果很差,這主要是由于廢水中大部分具有良好生物降解性的有機(jī)化合物在二級(jí)生物處理過程中被去除。Fenton氧化工藝對(duì)EfOM的礦化效率為50%,增強(qiáng)其生物可降解性,提高組合工藝對(duì)EfOM的礦化效率[51]。BAF工藝減少了藥劑投加成本,EfOM組合工藝能充分發(fā)揮各個(gè)單獨(dú)工藝的優(yōu)勢(shì),從而更好地去除污染物。

使用臭氧化-陶瓷膜過濾-活性炭過濾組合工藝深度處理高鹽石化廢水[52],該組合工藝在污染物去除方面表現(xiàn)良好,即使在高進(jìn)水CODCr濃度(平均質(zhì)量濃度為195 mg/L)下,出水水質(zhì)穩(wěn)定,符合當(dāng)?shù)嘏欧艠?biāo)準(zhǔn)。此外,組合工藝運(yùn)營成本約為Fenton工藝的1/3。在Fenton處理工藝中,化學(xué)品成本占運(yùn)營成本的46.1%,而在集成工藝中僅為11.5%。在滿足排放標(biāo)準(zhǔn)前提下,組合工藝更體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)成本上的優(yōu)勢(shì)。高鹽廢水對(duì)膜滲透通量影響明顯,在一定程度上會(huì)縮減陶瓷膜的使用壽命,未來可以在創(chuàng)新發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)逐漸成熟的基礎(chǔ)上,開發(fā)具有優(yōu)化性能的、更便宜的陶瓷膜。二級(jí)出水的性質(zhì)不同,采用的組合工藝也有所差別。在對(duì)EfOM的處理中,一般采用混凝、氧化、吸附、膜分離中的兩種及兩種以上工藝組合,以達(dá)到EfOM的有效去除及降低運(yùn)行成本。

4 結(jié)論與展望

(1)正確表征EfOM是選擇水處理工藝的重要步驟,EfOM水質(zhì)復(fù)雜,應(yīng)從水質(zhì)特征出發(fā),開發(fā)經(jīng)濟(jì)、高效和實(shí)用的深度處理技術(shù)。目前,基于親/疏水性和三維熒光、二維FTIR,UV可見光對(duì)污染物識(shí)別相對(duì)完善,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于EfOM識(shí)別。隨著高分辨質(zhì)譜等技術(shù)的快速發(fā)展,FT-ICR-MS已成為對(duì)EfOM進(jìn)行深入分子表征的可靠工具,為污染物識(shí)別提供了有力的技術(shù)支持。

(2)混凝、氧化、吸附和膜分離工藝在對(duì)EfOM處理中應(yīng)用廣泛。但混凝劑存在水體的污染和大量污泥產(chǎn)生問題,生物混凝劑的適用性尚未得到充分發(fā)展;AOPs成本高;吸附工藝可能帶來二次污染且再生問題有待改善;膜分離過程存在膜污染問題且清洗會(huì)縮短膜的使用壽命。EfOM深度處理技術(shù)的發(fā)展可以從以下方向考慮:合成新型環(huán)境友好混凝劑和吸附劑;合成能夠高效實(shí)現(xiàn)有機(jī)物分離的新型耐污染膜材料;開發(fā)富集有機(jī)物的催化劑或低能耗的氧化技術(shù),提高HO·的產(chǎn)率和有效利用率;組合工藝對(duì)EfOM的去除優(yōu)于單一處理工藝,研究最優(yōu)組合工藝,進(jìn)一步提高各處理單元的處理效果。通過充分發(fā)揮各組合單元的優(yōu)勢(shì),從而提高對(duì)EfOM的去除率,降低處理成本。

(3)通過加強(qiáng)機(jī)理層面的研究和加大研發(fā)投入,開發(fā)新型綠色技術(shù)來提升EfOM的處理潛力。