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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

高级氧化技术在医院污水低碳无害化处理中的研究与应用

2024-01-24


创新点


1

系统总结了国内外关于高级氧化技术处理医院污水的研究现状;


2

介绍了基于电化学的协同催化氧化技术;


3

总结了目前与实际医院污水低碳无害化高级氧化处理相关的工艺与装备;


4

分析了我国目前医院污水低碳无害化处理过程中存在的问题,并对未来医院污水深度处理的研究方向进行了展望。


通讯作者简介


赖波   教授
赖波,教授,博士生导师,四川大学环境科学与工程系主任,入选国家人才计划青年学者、Clarivate全球高被引学者(工程)、Elsevier中国高被引学者(环境科学与工程)。研发的关键技术入选2022年《国家先进污染防治技术目录(水污染防治领域)》,获四川省科技进步一等奖1项、中国环保产业协会环境技术进步一等奖2项、中国环境科学学会青年科学家奖(金奖)、第二十四届中国专利优秀奖、四川省青年科技奖、第一届全国博士后创新创业大赛银奖、第二十四届中国科协求是杰出青年成果转化奖提名奖。担任Chinese Chemical Letters执行主编、Environment Functional Materials创刊副主编,带领团队培养学生获得全国性奖励11人次,国家奖学金25人次,四川大学“十佳”研究生1人,四川大学学术之星3人次。

高级氧化技术在医院污水低碳无害化处理中的研究与应用


作者

熊兆锟1, 辜凌云1, 2, 王莘皓1, 陈可欣2, 赖波1, *


单位

1. 四川大学 建筑与环境学院

2. 四川省生态环境科学研究院


基金项目

1. 国家自然科学基金资助项目(52200105)

2.四川省科学技术厅科技计划资助项目(2023JDZH0010,2023NSFSC0344)

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    摘要    

医院污水中存在抗生素、内分泌干扰物等新污染物,这些污染物很难通过常规的生化处理方法有效去除。同时,在重点传染病频发的情况下,对医院污水中病原微生物的消杀能力也有待提高。近年来,国内外学者采用高级氧化技术有效降解医院污水中的抗生素等药物类污染物,同时灭活病原体。然而,高级氧化技术成本高、能耗大和可能产生有毒有害副产物的缺点,限制了其在实际工程中的广泛应用。本文对国内外关于高级氧化技术处理医院污水的研究现状进行了综述。首先介绍了芬顿氧化、活化过硫酸盐、过氧乙酸氧化、臭氧氧化和电化学等高级氧化技术的原理和应用。此外,还对基于电化学的协同催化氧化技术进行了介绍,针对实际医院污水的低碳无害化高级氧化处理工艺与装备进行了总结。最后,对我国目前医院污水低碳无害化处理过程中存在的问题进行了分析,并展望了未来的研究方向。

研究背景 

医院污水成分复杂,包含大量的抗生素及抗性基因、内分泌干扰素、碘化X射线造影剂等药物类污染物,普遍具有生物难降解性、长距离迁移性、人体累积性和环境持久性等特性;同时医院污水中的细菌、病毒等病原微生物是引发感染传播和环境健康风险的重要隐患。如果不对医院污水进行有效处理,切断病原微生物和有毒有害物质进入环境的途径,其将成为重点传染病防控特殊时期的风险来源。2022年,国务院办公厅印发了《新污染物治理行动方案》,对医院污水中大量存在的各类抗生素、内分泌干扰素等药物类新污染物的深度治理提出了更高层次的要求。
目前国内外医院污水通常采用一级处理或二级生化处理配合消毒处理的方式,包括活性污泥法、膜生物反应器(MBR法)、改良的MBR法、生物接触氧化法、移动床生物膜反应器(MBBR法),以及传统的活性炭吸附、膜过滤等物化处理法等。上述常规方法虽基本满足现行医疗机构水污染物排放标准中规定的排放要求,但难以深度去除污水中难降解的药物类污染物和病原微生物。国家层面对医院污水的安全有效处置提出了“加快补齐医疗机构污水处理设施短板,提高污染治理能力”等具体要求。近年来,国内外学者展开了大量基于高级氧化技术的医院污水中抗生素及其代谢产物等药物类污染物的深度处理实验与技术研究。同时,部分技术已进行了小试或中试应用,通过科学的工艺设计和配套的设施设备,以实现医院污水中新污染物和病原微生物的同步消杀除污。
在本课题团队及国内外已有研究的基础上,本文综述了医院污水深度处理技术与装备,归纳了各类高级氧化技术在污水深度处理和污染物高效去除方面的应用,同时对医院污水协同催化深度处理技术的作用机制以及目前装备与组合工艺的研发现状进行总结,并对深度处理医院污水的后续关键性研究进行了展望,以期为医院污水的高效无害化处理提供科学参考。

 部分图片 

图1 基于过硫酸盐的高级氧化技术的活化方式与反应机制对比

图2 撬装组合式污水处理装置组合方式示意图

图3 西南地区某三甲医院污水处理中试工程现场装置图


引文格式


熊兆锟,辜凌云,王莘皓,陈可欣,赖波.高级氧化技术在医院污水低碳无害化处理中的研究与应用[J/OL].能源环境保护:1-13[2024-01-16].https://doi.org/10.20078/j.eep.20240109.

XIONG Zhaokun,GU Lingyun,WANG Xinhao,CHEN Kexin,LAI Bo.Research and application of advanced oxidation technology for low carbon and harmless treatment of hospital wastewater[J/OL].Energy Environmental Protection:1-13[2024-01-16].https://doi.org/10.20078/j.eep.20240109.


  责任编辑:宫在芹
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