城市生活污水是多种新兴污染物(如抗生素、消炎药、防晒剂等)进入水环境的主要途径。传统的活性污泥法对这些微量污染物的去除效果参差不齐,而后续的消毒工艺(如紫外或氯消毒)对其降解也有限。过氧乙酸是一种强效消毒剂,其对微生物的灭活机理与氯不同,且不产生持久性的有毒卤代副产物。将紫外与PAA联用,不仅可以通过产生高活性自由基(如·OH和CH₃C(O)O•)高效降解多种顽固的新污染物,还可以在较低紫外剂量下实现深度消毒,是一种多功能的高级处理技术。
本研究评估了UV/PAA工艺对某城市污水厂二级出水中多种目标新污染物(包括卡马西平、双氯芬酸、三氯生和阿特拉津等)的去除。结果表明,UV/PAA体系对这些污染物的降解速率均显著高于单独UV或单独PAA过程。其协同机理在于,紫外光活化了PAA,产生了·OH和CH₃C(O)O•等自由基,弥补了单独UV光解选择性高、单独PAA氧化能力有限的不足。在微生物消毒方面,UV/PAA体系在达到相同粪大肠菌群灭活率(如4-log)时,所需的紫外剂量可比单独UV降低40%以上,这不仅节省了电耗,而且降低了紫外对水中颗粒物敏感性的要求。
值得注意的是,UV/PAA工艺几乎不生成卤代消毒副产物,其自身降解产物(主要是乙酸)无毒无害。通过比较不同UV波长(254nm汞灯 vs. 265nm UV-LED)的处理效果,发现265nm UV-LED因与PAA的摩尔吸光系数匹配度更高,其能量利用效率和自由基产率更优。初步的经济性分析表明,UV-LED/PAA工艺的总成本(电耗+药剂)与传统的UV/氯或UV/H₂O₂工艺在同一数量级,但在出水化学安全性和生态毒性控制方面具有显著优势。该研究证实了UV/PAA是一种兼具高效去除新污染物和深度消毒双重功能、且环境风险低的先进水处理技术,在再生水安全利用领域前景广阔。
标签: