“编者在24年9月28日文献情报中关注到昆明理工大学潘学军教授课题组探究发现电絮凝耦合臭氧处理垃圾渗滤液中的难降解溶解性有机质，特邀该团队为本公众号撰写了该研究的亮点部分，希望该研究成果能给关注者启发，从中获得灵感，促进天然有机质研究工作的开展。”
导读
垃圾渗滤液是一种复杂的高浓度难降解废水，其中含有大量的难降解溶解性有机质（RDOM），重金属和高浓度的氨氮，其中RDOM是制约垃圾渗滤液经济高效处理的重要因素之一。电絮凝等电化学方法被认为是去除难降解大分子有机物，提高垃圾渗滤液可生化性的有效方法。研究发现臭氧能增强电絮凝去除RDOM，然而，目前对于电絮凝耦合臭氧处理垃圾渗滤液过程中RDOM的分子特征变化及相互作用机制尚不清晰。本研究旨在阐明电絮凝耦合臭氧过程中RDOM的分子特征变化，深入理解电絮凝耦合臭氧的作用机制，该研究对垃圾渗滤液的处理具有重要意义。
▲图1 电絮凝耦合臭氧处理垃圾渗滤液中RDOM的示意图（来源Science Direct）
本研究以实际垃圾填埋场渗滤液为处理对象，重点研究了电絮凝耦合臭氧处理前后垃圾渗滤液中RDOM的转化及去除机制，并探究了电絮凝与臭氧耦合的作用机制，主要的研究结果如下：
（1）采用傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）分析了处理前后RDOM的分子特征组成，结果表明单独的臭氧氧化能促进RDOM的分解，木质素类物质主要通过絮凝过程去除。除此之外，电氧化过程生成的活性氯自由基，由于其对DOM特定官能团的选择性，对RDOM分子的转化发挥重要作用，经过电絮凝与臭氧耦合处理后生成了一些更易生物降解的小分子DOM。经过电絮凝耦合臭氧处理后RDOM中的长链化合物明显减少，生成了更多的中低分子量的组分。
▲图2 处理前后RDOM的变化：（a）臭氧氧化；（b）耦合处理（来源Science Direct）
▲图3 耦合体系中活性氯物种的浓度（a）及HCO3–的影响（b），（d）活性氯的作用（来源Science Direct）
本研究发现臭氧能明显增强电絮凝对垃圾填埋场渗滤液中的RDOM的去除。RDOM分子特征的变化表明，长链大分子被分解成小分子和可生物降解的组分。而臭氧增强了絮体与RDOM的络合，从而提高了RDOM的去除率。此外，阳极氧化Cl–产生的活性氯在RDOM的转化过程中发挥了重要作用，促进了电絮凝难去除DOM的矿化。臭氧耦合电絮凝的处理能耗也低于其他电化学处理工艺，本研究为垃圾渗滤液的处理提供了一种经济可行的处理方法。
[2] Huan He, Chen Zhang, Xiaoxia. Yang, Bin Huang, Jiangyun Zhe, Chaochao Lai, Zhicheng Liao, Xuejun Pan, The efficient treatment of mature landfill leachate using tower bipolar electrode flocculation-oxidation combined with electrochemical biofilm reactors, Water Research 2023, 230, 119544.
联系作者:
何欢，副教授，昆明理工大学，Email: huanhe08@kust.edu.cn
黄斌，教授，昆明理工大学，Email: huangbin@kust.edu.cn
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本文编辑：谷婷婷
本文审订：何伟
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