医院废水中残留的抗生素、抗病毒药物和耐药菌,对水生态和公共健康构成严重威胁。传统的氯消毒对耐药菌和某些药物的灭活/降解效率有限,且易生成有毒消毒副产物。将电化学、紫外光解和活性氯这三种技术进行耦合,可以构建一个多机制协同的深度处理系统。该系统的核心是一个双室电化学反应器,阳极为钌铱钛涂层电极,阴极为石墨毡。医院废水二级出水(富含Cl⁻)首先流经阳极室,阳极电解Cl⁻产生游离氯。
然后,含活性氯的水流进入石英套管保护的UV反应区。在254nm紫外光照射下,活性氯被高效光解,产生具有极强氧化能力的·OH和活性氯物种(Cl·、ClO·)。这些自由基不仅能高效降解水中残留的微量药物分子,还能强力破坏细菌和病毒的细胞结构。同时,反应液流经阴极室,阴极上进行的氧气还原反应会产生H₂O₂,进一步增强了体系的氧化能力和持久性。实验结果显示,在优化的电流密度和UV剂量下,该协同系统对医院废水中几种常见抗生素的去除率在15分钟内均达到99%以上。
对粪大肠菌群的灭活率>6-log,且出水余氯浓度低于检出限。与单独电化学、单独UV/NaClO或单独氯化相比,该协同系统在达到同等消毒和降解效果时,能耗和总氯需求量降低了30%-40%,生成的卤代消毒副产物总量也降低了50%以上。处理后的水样对费氏弧菌的急性毒性测试显示,发光抑制率从原水的75%降至10%以下。该研究为高风险医院废水的安全、高效深度处理提供了一体化的电-光-化学协同技术方案,具有显著的工程应用价值。
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