次氯酸鈉在新型污染物處理中的應(yīng)用實(shí)例
發(fā)布時(shí)間:5/21/2025 9:51:00 AM 發(fā)布人:admin
次氯酸鈉作為一種強(qiáng)氧化劑,在新型污染物處理領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣泛的應(yīng)用潛力。以下將結(jié)合參考文獻(xiàn),詳細(xì)闡述次氯酸鈉在新型污染物處理中的多個(gè)應(yīng)用實(shí)例:
- 消毒領(lǐng)域
- 對(duì)污水處理廠二級(jí)出水的消毒:在污水處理廠的處理流程中,二級(jí)出水雖然經(jīng)過(guò)了初步的生物處理,但仍可能含有大量的微生物,對(duì)環(huán)境和人體健康構(gòu)成潛在威脅。劉長(zhǎng)青、李璐瑤等人的研究表明,次氯酸鈉對(duì)城市污水處理廠二級(jí)出水具有良好的殺菌效果。當(dāng)次氯酸鈉投加量達(dá)到 4mg/L 時(shí),能夠有效將消毒出水中的糞大腸菌群數(shù)量控制在 10³ 個(gè) / L 以下,滿(mǎn)足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918 - 2002) 的一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)。此外,次氯酸鈉不僅能殺菌,還具有氧化脫色作用,對(duì)水中殘余氨氮也有一定去除能力,并且能降低消毒副產(chǎn)物生成的可能性,增強(qiáng)出水的生物穩(wěn)定性。
- 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)水源的處理用于手術(shù)沖洗:戰(zhàn)場(chǎng)上或一些特殊環(huán)境下,獲取無(wú)菌的手術(shù)沖洗液存在困難。Steven J. Cyr 等人的研究對(duì)此提供了解決方案,他們收集了來(lái)自五個(gè)不同水源的 100 份水樣,在處理前測(cè)定初始細(xì)菌計(jì)數(shù),然后向每個(gè)水樣中添加 5% 的次氯酸鈉,使其最終濃度達(dá)到 0.025%。處理后發(fā)現(xiàn),100 份水樣中有 99 份沒(méi)有細(xì)菌生長(zhǎng),僅有一份水樣生長(zhǎng)出一個(gè)芽孢桿菌菌落,且被判定為空氣中的污染物。這表明通過(guò)這種現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易處理達(dá)金氏溶液(Dakin's solution)的方法,在無(wú)菌沖洗液無(wú)法獲取或運(yùn)輸困難的情況下,可替代無(wú)菌沖洗液。
- 降解有機(jī)污染物
- 對(duì)沙坦類(lèi)藥物的降解:近年來(lái),歐洲和北美地區(qū)頻繁在污水處理廠進(jìn)出水以及河流湖泊表層水中檢測(cè)到沙坦類(lèi)(如奧美沙坦、纈沙坦、厄貝沙坦和坎地沙坦)等降壓藥物。Giovanni Luongo 等人通過(guò)模擬污水處理廠中常用的氯化過(guò)程,研究了坎地沙坦(CAN)的降解途徑。他們利用梯度 HPLC 方法在 C - 18 柱上分離出 12 種降解副產(chǎn)物(DPs),其中 4 種是首次分離得到,通過(guò)核磁共振和質(zhì)譜聯(lián)用并與商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)比確定了其結(jié)構(gòu),并基于此提出了從母體藥物開(kāi)始的形成機(jī)制。同時(shí),通過(guò)一系列生態(tài)毒性測(cè)試,研究了 CAN 及其 DPs 的生態(tài)毒性,結(jié)果表明部分 DPs 的毒性相較于母體化合物有所增加。
- 對(duì)萘普生的降解:劉國(guó)光、呂文英等人探究了次氯酸鈉(NaClO)對(duì)萘普生(NPX)的氧化降解效果。研究結(jié)果顯示,隨著次氯酸鈉投加量的增加,NPX 的降解率不斷提高,直至達(dá)到 100%。溶液中總有機(jī)碳(TOC)去除率隨著 NaClO 與 NPX 摩爾比的增大呈現(xiàn)先增加后趨于平緩的趨勢(shì),最終穩(wěn)定在 22.5%左右。次氯酸鈉的利用效率則隨 NaClO 與 NPX 摩爾比的增大先升高后降低,在 NaClO 與 NPX 摩爾比為 7.5∶1 時(shí)達(dá)到最大值。此外,較低的 pH 值更有利于 NPX 的氧化降解,且萘普生醫(yī)用藥品中添加的輔料對(duì)其氧化降解有一定抑制作用。
- 對(duì)西酞普蘭的降解:西酞普蘭作為一種新型污染物,常規(guī)污水處理廠難以有效去除。Juan Lv 等人研究了次氯酸鈉(NaOCl)和二氧化氯(ClO?)氯化過(guò)程中對(duì)西酞普蘭的氧化情況。研究表明,西酞普蘭與 NaOCl 和 ClO?具有較高的反應(yīng)活性。在西酞普蘭氧化過(guò)程中,N - 亞硝基二甲胺(NDMA)的生成分為兩個(gè)階段,且與反應(yīng)時(shí)間呈線性關(guān)系。NaOCl 雖然更有利于去除西酞普蘭,但會(huì)導(dǎo)致更多的 NDMA 生成。增加消毒劑劑量可促進(jìn)西酞普蘭的去除和 NDMA 的生成,而西酞普蘭的去除與 pH 值無(wú)一致的相關(guān)性。與西酞普蘭的去除情況相反,當(dāng)西酞普蘭存在于實(shí)際水體基質(zhì)(尤其是二級(jí)出水)中時(shí),NDMA 的生成會(huì)增強(qiáng)。此外,二甲基胺(DMA)作為西酞普蘭氯化的中間產(chǎn)物,對(duì) NDMA 的生成有貢獻(xiàn),但并非唯一途徑。
- 去除碳納米管:隨著碳納米管(CNTs)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的不斷增加,含 CNTs 廢水的處理成為重要問(wèn)題。Mei Yang 等人提出使用次氯酸鈉(NaClO)去除水中 CNTs 的方法,并研究了不同條件對(duì) CNT 降解速率的影響。結(jié)果表明,CNTs 的降解強(qiáng)烈依賴(lài)于溫度和 NaClO 濃度,溫度和 NaClO 濃度越高,降解速率越快,最佳溫度和 NaClO 濃度分別為 50 - 70°C 和 2 - 3 wt%。較低的 pH 值雖能加速降解速率,但會(huì)導(dǎo)致 NaClO 分解。此外,溶液中的分散劑和其他物質(zhì)也會(huì)消耗 NaClO,從而影響 CNTs 的降解。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于建立含 CNT 工業(yè)廢水處理的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)以及推動(dòng) CNT 行業(yè)的環(huán)境可持續(xù)性具有重要意義。
- 對(duì)電鍍廢水氨氮的處理:電鍍廢水處理難度大,氨氮濃度高。曹朕、陳雷等人采用次氯酸鈉氧化法對(duì)氨氮濃度為 100mg/L 的模擬電鍍廢水進(jìn)行預(yù)處理,研究了次氯酸鈉投加量、反應(yīng)時(shí)間、初始 pH 值、反應(yīng)溫度等因素對(duì)氨氮去除效果的影響。結(jié)果表明,在常溫條件下,當(dāng) m (Cl?)∶m (N)=5∶1,反應(yīng)時(shí)間為 5min,初始 pH 值在 6 - 7 之間時(shí),次氯酸鈉對(duì)模擬電鍍廢水中氨氮的處理效果良好,氨氮去除率高達(dá) 85.5%,剩余氨氮濃度符合 GB 21900 - 2008《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》表 2 中的氨氮排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),研究還證明了十二烷基苯磺酸鈉的存在會(huì)影響次氯酸鈉的穩(wěn)定性。
- 對(duì)棕色水厭氧處理的影響:棕色水(BW)的源頭分離可改善污水處理,但 BW 中可能含有次氯酸鈉(NaOCl),這種消毒劑具有較高的氧化電位,可能會(huì)降低甲烷產(chǎn)量并影響顆粒污泥的生理特性。C. Moreno - Cruz 等人評(píng)估了 BW 中揮發(fā)性固體(VS)的初始濃度以及 NaOCl 對(duì)厭氧消化(AD)的影響,分析了特定產(chǎn)甲烷活性(SMA)、顆粒污泥的結(jié)構(gòu)形態(tài)和礦物成分等變量。結(jié)果表明,對(duì)于 6、9 和 14.6g/L 的 VSo,VS 去除率可達(dá) 60%。在低濃度 NaOCl(250mg/L)時(shí),觀察到顆粒破裂并釋放出胞外聚合物(EPS),SMA 降至 0.004gCODCH?/gVS?d。研究發(fā)現(xiàn),NaOCl(>125mg / L)會(huì)降低 BW 處理的效率,在低流量馬桶系統(tǒng)中實(shí)施 BW 的厭氧消化時(shí)必須考慮其影響。
- 去除古代骨骼和牙齒中的 DNA 污染:從古代骨骼和牙齒中分離出的 DNA 通常包含微生物污染和目標(biāo)生物體的 DNA。此外,對(duì)古代人類(lèi)遺骸的分析常因現(xiàn)代人類(lèi) DNA 的污染而變得復(fù)雜。Petra Korlevi?等人提出了兩種減少骨骼和牙齒中污染 DNA 比例的技術(shù),其中第一種也是最有效的技術(shù)是使用次氯酸鈉(漂白劑)預(yù)處理,以破壞可能結(jié)合或以其他方式附著在骨 / 牙粉表面的污染 DNA;第二種較溫和的預(yù)處理方法是使用磷酸鹽緩沖液釋放表面結(jié)合的 DNA。
綜上所述,次氯酸鈉在新型污染物處理中應(yīng)用廣泛,涵蓋消毒、有機(jī)污染物降解、特殊物質(zhì)去除以及對(duì)特定廢水處理過(guò)程的影響等多個(gè)方面。然而,在實(shí)際應(yīng)用中,需綜合考慮處理效果、成本、對(duì)環(huán)境的潛在影響等因素,以實(shí)現(xiàn)高效、安全、環(huán)保的新型污染物處理目標(biāo)。