羟基自由基活性氧用于中水处理

TheapplicationofhydroxylradicalactivatedoxygentothetreatmentengineeringofregeneratedwaterLiuGang，DuJunqi，TongZhiyong，ZhangShurong（DepartmentofChemicalEngineering，BeijingUniversityofChemicalEngineering，Beijing100029，China）羟基自由基活性氧用于中水处理刘刚，杜俊琪，童志勇，张淑荣（北京化工大学化学工程学院，北京100029）［摘要］羟基自由基在液相中的氧化电势为2.8V，能够破坏微生物通透性屏障，破坏病原微生物的蛋白质、酶和核酸，导致病原微生物的死亡。在现场进行的中水灭菌实验中，当药剂质量浓度为38.2g/L，投加量为0.14kg/t时，大肠杆菌杀灭率可达到99.9%以上。同时，水体中的COD降低50%、NH3-N降低35%。羟基自由基制备原料为空气、水和电解质溶液，在常温常压条件下进行，无三废排放，兼具安全性和环境友好性。实践证明：它是替代氯气消毒的优选消毒品种。［关键词］羟基自由基；中水处理；环境友好［中图分类号］X703.1［文献标识码］B［文章编号］1005-829X（2009）03-0081-03Abstract：Thepermeabilitybarrierofmicroorganisms，andproteinofpathogenicmicroorganisms，enzymeandnucleicacidcanbedestroyedbyhydroxylradicalwhoseoxidationpotentialis2.8Vinliquidphase，leadingtothedeathofmicroorganisms.Thesterilizingrateofescherichiacolicanbeabove99.9%whenthereagentconcentrationis38.2g/Landthefeedingdosageis0.14kg/t.Meanwhile，theCODofthewaterbodydecreasesby50%，andtheNH3-Nby35%.Thepreparationrawmaterialsofhydroxylradicalareair，waterandelectrolytesolution.Theprocessiscarriedthroughatordinarytemperature，withoutdischargingthethreekindsofwastewater.Itisbothsafeandenvironment-friendly.Thepracticeprovesthatitisoptimumdisinfectantandcanbeusedforreplacingchlorinedisinfectant.Keywords：hydroxylradical；regeneratedwatertreatment；environment-friendly中水由污水处理厂生物氧化系统产出，水体中大肠杆菌一般在106~107数量级范围内，传统的消毒方法主要采用投加次氯酸钠、氯气、二氧化氯、臭氧等。较新的消毒方法有热处理法、膜过滤法、紫外消毒法、低温等离子消毒法、光催化消毒法。氯气是应用最广泛的消毒剂，主要依靠氯气溶解于水中产生的次氯酸的灭菌作用，由于同时伴随三氯甲烷等有害物质的产生，因此，其投加量必须加以控制。臭氧能够氧化去除难以生物降解的有机物而不产生有毒副产物，但臭氧不稳定、易泄漏、易分解、操作要求高、设备复杂、运行成本高〔1〕。二氧化氯被称为“第四代”广谱杀菌剂〔2〕。而使用二氧化氯会带来两类副产物：一类是被其氧化生成的有机副产物；另一类是本身被还原而生成的无机副产物。目前研究较多的二氧化氯的副产物主要是亚氯酸根和氯酸根，其毒理学影响较大。亚氯酸根引起动物的溶血性贫血和变性血红蛋白血癌，可能抑止血清甲状腺素的作用，引起胎儿大脑和小脑重量下降，神经行为作用迟缓，细胞数下降，皮肤增生〔3〕。热处理法价格昂贵，适用于处理一些要求高、有危险性的废水。膜过滤法的原理是通过物理筛分截留、膜表面或内容结构的吸附、在膜表面形成滤饼的截留作用等实现对水的处理。其缺点是孔易堵塞，膜易积垢，能耗高，化学药剂昂贵。紫外线消毒法灭菌效率高，作用时间短，但其设备投资高，电能消耗大，管理维修麻烦，抗悬浮固体干扰能力差〔4〕。国外将半导体光催化用于化学毒剂消毒始于1995年，国内张建宏等〔5〕将光催化原理作为军用毒剂的消毒方法进行研究，目前只处于研究阶段，广泛应用于饮用第29卷第3期2009年3月工业水处