Page 55 - 《精细化工》2022年第3期
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第 3 期                 刘汝鹏，等:  非均相催化臭氧化水中药物与个人护理品的研究进展                                    ·477·


                 ESPEJO 等 [89] 通过 O 3 /Fe 3 O 4 /长波紫外线（UVA）    体化，以减少占地面积，使旧的污水厂易于扩建和
            处理含有对乙酰氨基酚等 9 种 PPCPs 的西班牙某污                       提标改造，提高在 PPCPs 治理领域的应用价值。
            水厂初沉池出水，处理 30 min 后矿化率为 35%；生
                                                               4   结束语与展望
            物降解 性 增加了 150% ；与其 他 工艺相 比，
            O 3 /Fe 3 O 4 /UVA 工艺臭氧量消耗最低。                          非均相催化臭氧化体系仍存在反应机理和催化
                 MARQUEZ 等   [90] 研究了 O 3 /TiO 2 /UVA 工艺处理
                                                               机制不清晰、分解机制难确定，反应效率不稳定、
            含有阿替洛尔的二级出水，发现此工艺可完全去除
                                                               运行成本偏高等问题，今后的研究应注重：（1）表
            药物，TOC 的去除达到约 60%；处理后出水生物降                         征 O 3 前后的催化剂表面缺陷水平变化和催化剂表
            解性良好，对活性污泥无抑制作用。
                                                               面中间氧物种，以深入探究表面氧原子途径；（2）表
                 TiO 2 等催化剂催化臭氧活性不高，并且由于自
                                                               征 O 3 前后催化剂金属价态变化以及表面晶格氧、氧
            身禁带宽度比较大、量子效率低下，因此光催化活
                                                               缺陷、氧间隙、氧吸附物种的含量变化，来确定氧
            性低。今后可对 TiO 2 等催化剂进行掺杂改性和复合
                                                               空位途径的主要活性位点及催化机制；（3）通过线
            改性以提高催化 O 3 和光催化活性。
                                                               性扫描伏安法、电化学阻抗谱等方法来研究催化剂
            3.5    非均相催化臭氧耦合生物工艺
                                                               表面的电子转移机制和电子转移效率对催化效率的
                 非均相催化臭氧化工艺一般常与生物膜法工艺
                                                               影响，以明确氧化还原对的催化机制；（4）研究催
            耦合，COP 能减轻药物废水毒性，提高可生化性，
                                                               化剂表面酸碱性质（Bronsted 和 Lewis 酸碱位）和
            利于后续生物工艺处理，二者具有明显的协同作用。                            化学吸附水对催化 O 3 的影响，进一步深入表面羟基
                 杨文玲等    [91] 采用催化臭氧化耦合膜生物反应器
                                                               产生途径与催化机制；（5）利用密度泛函理论计算
            （MBR）处理制药废水，在催化臭氧停留时间 90 min，
                                                               进行结论验证，以探索催化 O 3 在催化剂潜在活性位
            水力停留时间（HRT）为 18 h 条件下，COD 处理负                      点上的分解机理。
                           3
            荷为 1.2 kg/(m ·d) ，混 合液悬浮固 体质量浓度
                                                                   国内 O 3 发生器耗能较高且 O 3 生成浓度及利用
            （MLSS）为 10.00 g/L，连续运行 50 d，COD 去除
                                                               率较低，并且在非均相催化臭氧化体系中对高效节
            率稳定在 45%左右；相比 MBR 工艺，氨氮、COD
                                                               能臭氧发生器、高效臭氧气液接触器、臭氧反应器
            去除率分别提高了 36%和 26%左右；出水氨氮满足
                                                               结构优化、O 3 精确投加等方面的研究并不多，今后
            GB 21903—2008 排放要求。                                应予以关注；国内研究一般集中在小规模实验基础
                 李新凯等    [92] 采用固定床生物膜反应器（ICB）
                                                               研究，主要研究自研催化剂反应机理和影响因素，
            耦合催化臭氧化处理头孢菌素废水；在 ICB 极限进
                                                               少有中试研究，并且大部分催化剂制备过程复杂、
            水的情况下，进水 COD 容积负荷为 2.28 kg                         耗能较多，今后应多关注已有工业化应用的天然金
                                                −
                                                     3
                    3
            COD/(m ·d)，反硝化速率为 0.42 kg NO 3 -N/(m ·d)，
                                                               属型（如铁基催化剂等）、矿物基载体催化剂（陶粒
            氨氮去除率为 94%~97%；在 COP 最经济条件下，
                                                               基载体催化剂等），进行中试研究，并需要探索更为
            COD 平均去除率为 50.23% ；在 高进水负荷 下
                                                               简单可行、能耗较低的复合催化剂制备方法，未来
            ICB+COP 出水满足 GB 21903—2008 新建企业水污
                                                               应将研究重点放在催化剂的固定化、稳定化、工业
            染物排放限值。                                            化以及评价指标体系的建立；在非均相催化臭氧技
                 魏健等   [93] 采用催化臭氧化耦合曝气生物滤池
                                                               术中引入多种物理、化学、生物处理等手段，或采
            （BAF）工艺处理含抗生素二级生化处理出水，结
                                                               用异型催化剂（如陶瓷膜），这些可能是今后的发展
            果表明，在最佳条件下，废水 COD 质量浓度平均由                          热点，多种手段结合可产生协同作用、减少能耗和
                                        +
            232 mg/L 降至 46 mg/L；NH 4 -N 平均质量浓度由
                                                               药耗、降低运行成本、适应各种水质要求，有助于
            12.0 mg/L 降至 4.1 mg/L；出水水质可稳定达到 GB
                                                               实现《“十四五”循环经济发展规划》中明确提出
            21903—2008 要求。                                     2030 年前“碳达峰”、2060 年前“碳中和”目标。
                 YANG 等   [94] 通过催化臭氧化耦合序批反应器
            （SBR）处理生产医药中间体的反渗透出水，发现                            参考文献：
            COP 提高了出水的生物降解性；在 2.0 L/min 臭氧流                    [1]   WANG J H (王佳豪), TIAN T (田湉), LI J C (李家成),  et al.
                                                                   Research progress  on removal of antibiotic resistant bacteria and
            量和曝气 120 min 条件下，COD 质量浓度降低到
                                                                   genes in water by photochemical AOPs[J]. Fine Chemicals (精细化
            40 mg/L，达到 GB 18918—2002 排放要求，处理成                      工) , 2021, 38(5): 889-897.
                              3
            本约为 0.15  美元/m 。                                   [2]   LIU R P (刘汝鹏), ZHANG Z (张震), SONG Y H (宋依辉), et al.
                                                                   Research progress in the treatment of pharmaceutial wastewater by
                 非均相催化臭氧耦合生物工艺今后的研究方向                              ozone-based combined technology[J/OL]. Industrial Water Treatment
            应是实现非均相催化臭氧工艺与生物法工艺装置一                                 (工业水处理), 1-15 [2022-02-18]. https://kns.cnki.net/kcms/detail/
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