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研究速递| 臭氧混凝耦合体系中气载絮体与有机物的实时捕获配位机理解析
发布者: 金鹏康 | 2022-12-30 | 764

近日,污水处理与资源化创新团队在臭氧混凝耦合体系方面的研究取得新进展,相关成果“Mechanism of real-time capture of organics by in-situ-formed microbubble flocs to enhance organics removal in hybrid ozonation-coagulation process”发表于工程技术领域著名期刊Separation and Purification Technology (IF=9.136)。博士研究生李尧为论文第一作者,金鹏康教授为论文通讯作者,该项研究得到了国家自然科学基金、陕西省重点研发计划项目的资助。

臭氧混凝耦合体系中气载絮体与有机物的实时捕获配位机理解析

题目:Mechanism of real-time capture of organics by in-situ-formed microbubble flocs to enhance organics removal in hybrid ozonation-coagulation process

发表时间:2022年12月

第一作者:李尧 博士研究生

通讯作者:金鹏康 教授

  • 创新点

探明了臭氧混凝耦合体系中过度氧化抑制原理;

明确了改性有机中间产物的形态与生成规律;

揭示了臭氧化条件下的絮体官能团修饰特征;

提出了气载絮体与改性有机中间产物的实时捕获配位机制。

  • 图文摘要

  • 文章简介

臭氧由于其强氧化能力和优异的消毒效果,被广泛应用于废水深度处理。在大多数情况下,臭氧被用作常规水处理工艺(混凝-沉淀-过滤)的预氧化剂,可以减少金属盐混凝剂的用量并增强混凝效果。然而,预臭氧化提升混凝效果对臭氧的剂量有严格的要求,水质的波动和臭氧剂量控制不精密极易导致有机物被过度氧化,反而降低了后续混凝工艺的处理效果,难以保证有机物的高效去除。

针对上述问题,金鹏康教授团队提出了臭氧混凝耦合体系,该工艺的特点在于将臭氧引入混合微气泡发生装置,使释放的臭氧微气泡、混凝剂与有机物充分反应形成气载絮体,从而完成污染物的转移分离,在一个处理单元内同时实现了臭氧氧化、混凝和气浮过程。在该体系中,我们发现有机物在未被强氧化剂完全反应时,改性中间产物可被原位形成的气载絮体实时捕获配位,该行为是拓宽臭氧投加量范围,抑制过度氧化现象的关键,对于提高臭氧混凝耦合体系的有机物去除效率至关重要。本研究中我们探究了气载絮体与改性有机物的结合特性,发现了臭氧对气载絮体形成的促进作用,解析了气载絮体的生成规律与配位混凝行为,明确了体系中有机物的改性修饰特性,甄别起到配体作用的有机中间产物的官能团结构特征,从而揭示了气载絮体对有机物的实时捕获配位特性。

图1 处理效果对比

图2 甲酸和草酸浓度变化情况

图3 DSlope325-375和自由铝变化情况

图4 O1s图谱变化情况

图5 官能团浓度变化情况

原文信息

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.123029