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物質，統稱為有毒有害物質，簡稱毒物。這些毒物，從化學性質上來分可劃分為有機物和無機物兩大類。毒性去除，從處理的角度又可劃分為能被生物處理段去除、轉化的物質(如H2S）等，或稱非穩定性毒物)和不能被生物處理段去除、轉化的物質(如NaCl、汞、銅等，或稱穩定性毒物)兩大類。

2、有毒物質對微生物的影響

毒物對微生物的作用機制主要有如下方式：

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

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化合物能與酶的-SH基結合，并改變這些蛋白質的三級和四級結構。

3） 競爭性抑制作用。當廢水中存在一種化學結構與代謝物質相類似的有機物時便會發生。因為二者都能在酶的活性中心與酶相結合，它們的競爭將抑制中間產物的形成，使酶的催化反應速率降低。

4） 對細胞成分合成過程的抑制作用。當某些化學物質的結構類似于細胞成分的結構時，它們便會被細胞吸收并同化，結果是合成無功能的輔酶或導致生長停止。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合成，如streptomycin會抑制氨基酸正確結合于多肽上。

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

當需處理的廢水中毒物濃度超過允許范圍時，須采取適當的工程措施加以解決、否則廢水生物處理設施無法正常運行或啟動。

圖1 有毒化合物濃度對生物反應速率的影響

3、高級氧化去除生物毒性

通過產生羥基自由基(·OH)對有機污染物進行氧化的反應統稱為高級氧化工藝，簡稱AOPs。羥基自由基(·OH)與有機物發生開環、斷鍵、氫抽提反應、加成反應、氧化分解反應、電子轉移反應等過程使水中的有機污染物有效地分解，甚至轉化為無害無機物，如二氧化碳和水等，使出水更容易進一步地進行生化處理，毒性去除。

   MPUV-H2O2技術介紹：

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

   安力斯光催化氧化技術，通過中壓紫外線反應器與H₂O₂投加系統結合，實時監測各反應段相關參數（紫外線強度、雙氧水投加濃度、處理流量、溫度等）并進行在線調節，實現對高濃度廢水的有效降解，提高廢水可生化性。