高級氧化去除廢水中生物毒性

1、污水處理中的生物毒性

廢水中凡是能延緩或抑制微生物生長的化學(xué)物質(zhì)，統(tǒng)稱為有毒有害物質(zhì)，簡稱毒物。這些毒物，從化學(xué)性質(zhì)上來分可劃分為有機(jī)物和無機(jī)物兩大類。毒性去除，從處理的角度又可劃分為能被生物處理段去除、轉(zhuǎn)化的物質(zhì)(如H2S）等，或稱非穩(wěn)定性毒物)和不能被生物處理段去除、轉(zhuǎn)化的物質(zhì)(如NaCl、汞、銅等，或稱穩(wěn)定性毒物)兩大類。

2、有毒物質(zhì)對微生物的影響

毒物對微生物的作用機(jī)制主要有如下方式：

1） 損傷細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分和細(xì)胞外膜。如：70%濃度的乙醇能使蛋白凝固達(dá)到殺菌作用;酚、甲酚、表面活性劑作用于細(xì)胞外膜，破壞細(xì)胞膜的半透性。

2） 損傷酶和重要代謝過程。一些重金屬(銅、銀、汞等)對酶有潛在的毒害作用，甚至在非常低的濃度下也起作用。這些重金屬的鹽類和有機(jī)化合物能與酶的-SH基結(jié)合，并改變這些蛋白質(zhì)的三級和四級結(jié)構(gòu)。

3） 競爭性抑制作用。當(dāng)廢水中存在一種化學(xué)結(jié)構(gòu)與代謝物質(zhì)相類似的有機(jī)物時便會發(fā)生。因為二者都能在酶的活性中心與酶相結(jié)合，它們的競爭將抑制中間產(chǎn)物的形成，使酶的催化反應(yīng)速率降低。

4） 對細(xì)胞成分合成過程的抑制作用。當(dāng)某些化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)類似于細(xì)胞成分的結(jié)構(gòu)時，它們便會被細(xì)胞吸收并同化，結(jié)果是合成無功能的輔酶或?qū)е律L停止。這種作用最典型的例子便是磺胺酸。

5） 抗生素對蛋白質(zhì)合成的抑制作用。不少抗生素能專一地抑制原核生物的蛋白質(zhì)合成，如streptomycin會抑制氨基酸正確結(jié)合于多肽上。

6） 抗生素對核酸的抑制作用。如絲裂霉系C會選擇性地阻止DNA的合成，從而抑制微生物的生長。

7） 對細(xì)胞壁合成的抑制作用。如Penicillin便是通過干擾細(xì)胞壁的合成從而達(dá)到抑制微生物生長的效果。

當(dāng)需處理的廢水中毒物濃度超過允許范圍時，須采取適當(dāng)?shù)墓こ檀胧┘右越鉀Q、否則廢水生物處理設(shè)施無法正常運(yùn)行或啟動。

圖1 有毒化合物濃度對生物反應(yīng)速率的影響

3、高級氧化去除生物毒性

通過產(chǎn)生羥基自由基(·OH)對有機(jī)污染物進(jìn)行氧化的反應(yīng)統(tǒng)稱為高級氧化工藝，簡稱AOPs。羥基自由基(·OH)與有機(jī)物發(fā)生開環(huán)、斷鍵、氫抽提反應(yīng)、加成反應(yīng)、氧化分解反應(yīng)、電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)等過程使水中的有機(jī)污染物有效地分解，甚至轉(zhuǎn)化為無害無機(jī)物，如二氧化碳和水等，使出水更容易進(jìn)一步地進(jìn)行生化處理，毒性去除。

   MPUV-H2O2技術(shù)介紹：

 通過中壓紫外燈照射水體中的H₂O₂，促進(jìn)H₂O₂分解產(chǎn)生羥基自由基， 將有機(jī)污染物最終礦化為CO2和H2O，其中間產(chǎn)物具有較多含氧官能團(tuán)，有效提高了廢水的可生化性。

   安力斯光催化氧化技術(shù)，通過中壓紫外線反應(yīng)器與H₂O₂投加系統(tǒng)結(jié)合，實時監(jiān)測各反應(yīng)段相關(guān)參數(shù)（紫外線強(qiáng)度、雙氧水投加濃度、處理流量、溫度等）并進(jìn)行在線調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對高濃度廢水的有效降解，提高廢水可生化性。