南开课题组研发新型水处理技术“剑指”消毒副产物

2023-05-18 23:00:13

南开大学环境科学与工程学院一课题组研发了一种基于“催化臭氧氧化”的新型水处理技术，可降低消毒副产物生成近五成，且更加安全、高效、持久。

据介绍，臭氧在催化剂的作用下形成高活性羟基自由基，对消毒副产物的前体物（即与消毒剂反应生成消毒副产物的物质）有着很高的去除效率，而且无需向水中引入其他化学药剂，在富营养化水体的深度处理中有着广阔的应用前景。

参与该项目的南开学生团队凭借这一成果，闯入第四届全国大学生环保大赛决赛，并获得大赛三等奖的成绩。

该赛事由中新天津生态城投资有限公司和北京彼得•德鲁克管理学院德鲁克青年社区共同主办，开办以来广受环保领域专家学者、科研人员、青年学生及环保企业关注。

应用背景

饮用水水源通常来自江、河、湖泊和水库水，然而这类水体大都呈现不同程度的富营养化，尤其是湖泊和水库水。

一方面，藻类分泌的藻毒素和一些异嗅异味的物质会严重影响水质；

另一方面，富营养化水中大量存在有机物、藻类及其代谢产物，在水处理过程中，会与消毒剂发生反应，生成消毒副产物。这类物质大多具有毒性和“致癌，致畸，致突变”的三致效应。

课题实践

“富营养化水源消毒副产物的控制方法研究”由南开大学环境科学与工程学院副教授鲁金凤指导，5名本科生共同研究完成。

通过大量实验和反复验证，课题组通过不同材料和方法制备出了5种金属氧化物催化剂，并筛选得出了效能最高的两种。随后，课题组还考察了不同水质条件和反应条件对控制效能的影响，通过实验室小试得到了催化臭氧氧化技术的pH值、臭氧投量、催化剂投量等最适反应条件。

未来发展

控制消毒副产物对饮用水健康是非常重要的，我国新的饮用水水质标准也对三卤甲烷、卤乙酸等消毒副产物的浓度有明确的规定，催化臭氧氧化技术可以降低消毒副产物的生成潜能。

课题组成员希望这种新型净水技术能够微型化，让普通家庭都可以使用。他们将制备出的催化剂负载到了不同载体上，制成中小型净水装置的滤芯和臭氧发生器配合使用。

“目前该项目还处于实验室研究阶段，课题组还需要进行大量的研究。”项目指导老师鲁金凤说，“未来还要对实际水厂中使用的方式、催化剂安全评价、催化剂在不同水质状况下的使用寿命、同步控制溴酸盐等臭氧氧化副产物等问题展开大量中试性研究，为饮用水安全保障做好技术储备工作。”

记者：吴军辉

来源：南开新闻网

大家在看