王湘徽 王輝 王蘭

〔摘 要〕濃縮液作為一種高鹽分的有機(jī)廢水，是滲濾液處理過(guò)程中的棘手難題。臭氧氧化技術(shù)可以有效降解濃縮液中的污染物，但臭氧的轉(zhuǎn)化效率是限制其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。結(jié)合對(duì)高級(jí)氧化技術(shù)和膜技術(shù)的研究現(xiàn)狀，詳細(xì)論述了濃縮液性質(zhì)、臭氧耦合陶瓷膜技術(shù)對(duì)濃縮液廢水處理的高效性和處理過(guò)程中存在的問(wèn)題，并為臭氧耦合陶瓷膜處理技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)提出了可行性建議。

〔關(guān)鍵詞〕臭氧；陶瓷膜；滲濾液濃縮液；氧化機(jī)理；膜污染控制

中圖分類(lèi)號(hào)：X705 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1004-4345（2024）01-0034-0６

Research Progress on Ozone-Coupled Ceramic Membrane Technology For Treatment of Leachate Concentrated Solution

WANG Xianghui1， WANG Hui2， 3， WANG Lan4

（1. Shanghai Kangheng Environmental Remediation Co.， Ltd.， Shanghai 201703， China;

2. School of Environmental Science and Engineering， Shanghai Jiao Tong University， Shanghai 200240， China;

3. Shanghai Engineering Research Center of Solid Waste Treatment and Resource Recovery， Shanghai 200240， China;

4. College of Environmental and Chemical Engineering， Shanghai Electric Power University， Shanghai 201306， China）

Abstract? Concentrated solution， as a kind of organic wastewater with high salinity， is a challenging problem in the process of leachate treatment. Ozone oxidation technology can effectively degrade pollutants in concentrated solutions， but the conversion efficiency of ozone is the key of limiting its widespread application. Based on the current research status of advanced oxidation technology and membrane technology， this paper elaborates on the properties of concentrated solution， high efficiency of ozone coupled ceramic membrane technology in treating concentrated solution wastewater， and the existing problems in the treatment process. Feasible suggestions are also proposed for further improvement of ozone coupled ceramic membrane treatment technology.

Keywords? ?ozone; ceramic membrane; leachate concentrated solution; oxidation mechanism; membrane pollution control

我國(guó)生活垃圾年清運(yùn)量已高達(dá)2.44×109 t（住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2022年數(shù)據(jù)），全國(guó)處理這些生活垃圾所產(chǎn)生的滲濾液污染負(fù)荷相當(dāng)于10 000 kt/d的城市污水量。滲濾液濃縮液作為膜深度處理的截留物，其可生化性差、無(wú)機(jī)鹽離子和重金屬含量高、有機(jī)物組成復(fù)雜，因此安全處理滲濾液濃縮液對(duì)保證環(huán)境安全具有重要意義。

臭氧作為一種環(huán)境友好型高級(jí)氧化技術(shù)，利用·OH、O2？-等活性物種的高氧化電位和非選擇性，能夠有效地將大分子有機(jī)物氧化降解為小分子物質(zhì)，因此在濃縮液處理過(guò)程中被廣泛利用。但臭氧氧化效果通常會(huì)受到廢水中污染物種類(lèi)、體系中O3含量及·OH的形成等影響。研究表明，臭氧能夠有效降低濃縮液中51.1%的CODCr和42.8%的TOC[1]。由于臭氧轉(zhuǎn)化成·OH的效率有限，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中如何提高·OH的生成率和臭氧傳質(zhì)效能是進(jìn)一步提高臭氧高級(jí)氧化降解污染物效率的關(guān)鍵。

膜深度處理是濃縮液達(dá)標(biāo)排放的重要保障，在現(xiàn)有處理工藝中被大量使用。但是，由于膜處理只能實(shí)現(xiàn)污染物與水的物理分離，并不能有效降解污染物，因此必須與其他技術(shù)結(jié)合使用。陶瓷膜具有微小的孔徑結(jié)構(gòu)，這些孔徑能夠有效促進(jìn)O3分子向·OH的轉(zhuǎn)變，同時(shí)也能有效減小臭氧氣泡尺寸、增加臭氧與水之間的接觸和臭氧與水之間的傳質(zhì)作用。因此將臭氧與陶瓷膜金屬進(jìn)行耦合能夠有效促進(jìn)·OH的生成，同時(shí)還能有效增加臭氧與污染物之間的接觸，提高它們之間的傳質(zhì)作用。二者的結(jié)合在提高臭氧轉(zhuǎn)化效率、保證體系的穩(wěn)定性和出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)方面有顯著效果，是一種有效的濃縮液處理技術(shù)。但如何進(jìn)一步提高臭氧耦合陶瓷膜降解污染物的效率仍是現(xiàn)階段該技術(shù)有待解決的關(guān)鍵。本文擬針對(duì)現(xiàn)有的臭氧耦合陶瓷膜處理技術(shù)存在的問(wèn)題進(jìn)行綜述，為后續(xù)臭氧耦合膜處理技術(shù)的優(yōu)化改進(jìn)提出了可行性措施。

1 垃圾滲濾液濃縮液特征

現(xiàn)有垃圾滲濾液處理流程為生化處理+膜深度處理，膜過(guò)濾過(guò)程中主要采用超濾（UF）+納濾（NF）+反滲透（RO）的聯(lián)合工藝，以滿(mǎn)足滲濾液的排放要求。膜處理過(guò)程中被截留下來(lái)的濃縮液含有大量的難降解有機(jī)物、金屬離子和無(wú)機(jī)鹽離子等。由于不同膜的孔徑差異，滲濾液經(jīng)不同工藝處理后產(chǎn)生的濃縮液組成和性質(zhì)會(huì)有明顯的差異，解析不同濃縮液的性質(zhì)對(duì)處理工藝的選擇具有重要意義。經(jīng)膜處理后的濃縮液一般呈中性，Cl-含量高、有機(jī)物組成復(fù)雜，不同濃縮液的理化性質(zhì)見(jiàn)表 1[2]。

2? ?臭氧耦合陶瓷膜作用機(jī)制

在傳統(tǒng)的膜深度處理過(guò)程中，使用的膜材料主要是高分子物質(zhì)。這種膜的化學(xué)抗性較低，耐氧化性也較低，因此限制了臭氧與膜過(guò)濾技術(shù)的聯(lián)合使用。陶瓷膜是近年來(lái)興起的一種膜，主要由氧化鋁、二氧化鈦和氧化硅等無(wú)機(jī)物燒結(jié)而成，與普通高分子膜相比，陶瓷膜具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐氧化、對(duì)水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)且耐熱等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效延長(zhǎng)其使用壽命和測(cè)試、維修過(guò)程中造成的影響，使其在滲濾液處理過(guò)程中被廣泛應(yīng)用[3]。

2.1? 臭氧耦合陶瓷膜研究現(xiàn)狀

臭氧高級(jí)氧化技術(shù)具有處理效果好、降解速度快和不產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn)，因此在滲濾液處理領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。臭氧對(duì)污染物的降解主要依靠臭氧本身和臭氧在溶液中分解產(chǎn)生的·OH的直接和間接氧化作用。臭氧耦合陶瓷膜裝置主要有3種形式[4-6]，見(jiàn)圖1。

圖1（a）中，臭氧與陶瓷膜分離技術(shù)屬異位耦合，各自是一個(gè)單獨(dú)的體系；圖1（b）中，陶瓷膜則作為1個(gè)臭氧曝氣頭；圖1（c）中，臭氧則先和溶液混合后形成臭氧水，再通過(guò)陶瓷膜分離。臭氧與陶瓷膜異位耦合處理過(guò)程中，主要通過(guò)臭氧本身及其產(chǎn)生的自由基降解污染物，陶瓷膜的加入可有效提高O3向自由基的轉(zhuǎn)化，從而提高其中污染物的降解效率。陶瓷膜本身不容易被氧化，能夠在體系中保持良好的穩(wěn)定性和過(guò)濾效果，臭氧在體系中的氧化作用能有效緩解膜污染，提高膜通量。有研究表明，臭氧可以去除濃縮液中的大部分腐殖質(zhì)（約50%）和生物聚合物（約60%）[7]。使用臭氧作為膜的預(yù)處理手段時(shí)，臭氧處理后能夠有效去除滲濾液中78%的UV254和23%的溶解有機(jī)物，而此時(shí)膜的通量未出現(xiàn)明顯下降，也未出現(xiàn)明顯的膜結(jié)垢[8]。

陶瓷膜的尺寸也是影響污染物降解效率的重要因素，陶瓷膜臭氧曝氣頭產(chǎn)生的微納米氣泡，使臭氧的傳質(zhì)系數(shù)提高0.107 3 min-1，而使用100 nm陶瓷膜曝氣時(shí)COD的去除率可達(dá)80%，且COD去除率隨著陶瓷膜孔徑的減少而不斷增加[4]。通過(guò)使用臭氧與膜的耦合技術(shù)處理滲濾液中，膜的使用壽命大大延長(zhǎng)，同時(shí)處理后滲濾液的各項(xiàng)評(píng)估參數(shù)減少率均超過(guò)97%[9]。Mo等[6]將陶瓷膜作為載體分離臭氧與飲用水的混合物，有效提高了水中的溶解氧濃度，同時(shí)膜表面的污垢被O3和·OH氧化而降解，顯著提高了處理效率。從現(xiàn)有研究來(lái)看，臭氧與陶瓷膜耦合后，在提高出水水質(zhì)的同時(shí)還能有效降低膜污染，實(shí)現(xiàn)污染物的高效降解。然而，對(duì)于該技術(shù)中O3、陶瓷膜與污染物之間的作用機(jī)制是污染物降解的關(guān)鍵，因此有必要對(duì)其作用機(jī)制進(jìn)行研究。

2.2? 臭氧耦合陶瓷膜作用機(jī)制

陶瓷膜的存在可對(duì)臭氧氣泡形成一種剪切作用，有效減少臭氧氣泡的尺寸，增強(qiáng)了相間和液內(nèi)傳質(zhì)。氣泡尺寸的減小，能夠有效延長(zhǎng)臭氧在體系中的停留時(shí)間，使臭氧與污染物的接觸更完全。隨著氣泡尺寸的減小，氣液傳質(zhì)增強(qiáng)，濃縮液中的溶解氧濃度也能有效增加，因此可有效提高濃縮液的降解效率。Lu[10]等的研究表明，隨著臭氧氣泡孔徑的減小，傳質(zhì)作用占主導(dǎo)地位，能夠?qū)髻|(zhì)效率從47%提升至120%。Yang使用填料增強(qiáng)臭氧與液體間的接觸面，傳質(zhì)效率顯著提高，從而提高了33%～34%的臭氧利用率[11]。Han[7]使用陶瓷膜作為臭氧曝氣頭，產(chǎn)生的微氣泡直徑約為毫氣泡的1/60，通過(guò)表觀傳質(zhì)效率的測(cè)定發(fā)現(xiàn)，微氣泡的傳質(zhì)效率是毫氣泡曝氣的3.12～3.26倍。同時(shí)，膜表面的疏水性也可以有效改善臭氧傳質(zhì)效率，研究表明，疏水性陶瓷膜可使臭氧傳質(zhì)系數(shù)提高0.107 3 min-1。說(shuō)明陶瓷膜的存在可有效減小臭氧氣泡尺寸，增加氣液傳質(zhì)，從而提高體系的處理效率。

臭氧耦合陶瓷膜技術(shù)除了能有效減小氣泡尺寸、增強(qiáng)氣液傳質(zhì)，還可以通過(guò)促進(jìn)O3向·OH的轉(zhuǎn)化，利用臭氧的間接氧化作用達(dá)到降解污染物的目的。研究表明，臭氧與陶瓷膜耦合體系中污染物的去除主要通過(guò)·OH氧化，·OH由O3轉(zhuǎn)化而來(lái)，·OH的作用占54.1%～64.2%[7]，但該研究中并沒(méi)有明確·OH的產(chǎn)生位置是在孔道內(nèi)還是在表面。使用改性陶瓷膜催化臭氧化處理雙酚A的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，更小的膜尺寸增加了催化劑的比表面積，從而在催化過(guò)程中為臭氧分子的分解提供更多的活性位點(diǎn)，導(dǎo)致高活性·OH的濃度增加，有利于水中污染物的去除和減輕陶瓷膜的污染[12]。綜上，陶瓷膜對(duì)臭氧轉(zhuǎn)化為自由基的途徑主要有兩種：1）陶瓷膜上的微孔結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)“微孔反應(yīng)器”，為臭氧的轉(zhuǎn)化提供了反應(yīng)場(chǎng)所；2）陶瓷膜較大的比表面積為O3提供了一個(gè)活性位點(diǎn)，臭氧能夠在反應(yīng)位點(diǎn)上通過(guò)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)分解產(chǎn)生·OH。

3? ?陶瓷膜污染形成及特征分析

理論上膜分離工藝能夠分離不同尺寸的污染物，對(duì)尺寸大于膜孔徑的污染物有攔截作用，尺寸小于孔徑的污染物能順利通過(guò)。但是滲濾液中存在的大量的腐殖酸、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)，會(huì)在膜上形成不可逆的污染導(dǎo)致膜通量嚴(yán)重降低。因此，陶瓷膜在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中主要受到膜污染問(wèn)題的限制。

滲濾液處理過(guò)程中的膜污染是指滲濾液通過(guò)膜的過(guò)程中的污染物等組分吸附沉積到膜表面或膜內(nèi)部孔隙中的現(xiàn)象。膜污染的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致膜孔堵塞、膜通量下降、滲濾壓力增大等問(wèn)題，導(dǎo)致處理工藝出現(xiàn)問(wèn)題影響出水水質(zhì)和處理成本[13-14]。造成膜污染的因素有很多，在廢水處理過(guò)程中常見(jiàn)的主要是溶解性有機(jī)物（DOM）、無(wú)機(jī)物和特定物質(zhì)等[15]。與膜污染有關(guān)的因素很復(fù)雜，包括特定物質(zhì)、DOM、無(wú)機(jī)物等，一般來(lái)說(shuō)，DOM被認(rèn)為是膜通量下降的罪魁禍?zhǔn)字?，因?yàn)樗毡榇嬖谟跐B濾液濃縮液中，其有機(jī)成分的特性與膜的特殊相互作用對(duì)污垢形成有很大影響[15]。由于滲濾液中含有大量的有機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽離子以及各種各樣的其他污染物，膜污染是滲濾液處理過(guò)程中的棘手問(wèn)題。陶瓷膜在使用過(guò)程中的污染與3個(gè)方面有關(guān)：1）膜本身的性質(zhì)，如材料、孔徑、親疏水性等。2）滲濾液的性質(zhì)，如滲濾液中污染物組成、pH和滲濾液類(lèi)型等。3）裝置在運(yùn)行過(guò)程中的參數(shù)設(shè)計(jì)，如膜壓力、水流通過(guò)時(shí)間等[16]。

膜污染的分類(lèi)有很多種，根據(jù)污染后清洗的恢復(fù)程度可分為可逆污染和不可逆污染，見(jiàn)圖2（a）。可逆污染是指濾液中的顆粒物在膜孔中沉積造成堵塞，通過(guò)反沖洗即可恢復(fù)；不可逆污染是指污染物在膜孔中堵塞后，簡(jiǎn)單的反沖洗無(wú)法恢復(fù)膜通量，或者是無(wú)機(jī)離子在膜上形成結(jié)晶，化學(xué)沖洗也不能去除[17]。根據(jù)污染物的理化性質(zhì)，滲濾液在膜過(guò)濾過(guò)程中形成的主要有有機(jī)污染、無(wú)機(jī)污染和膠體污染圖 2（b）。有機(jī)污染常出現(xiàn)在滲濾液、印染廢水等有機(jī)物含量高的廢水處理過(guò)程中，包括大分子有機(jī)物、糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、腐殖酸和富里酸類(lèi)[18]。垃圾滲濾液中的腐殖酸等附著在膜上引起膜通量的快速降低[19]。Ding等通過(guò)對(duì)膜上污染物進(jìn)行提取分析發(fā)現(xiàn)，缺氧化合物和具有較高的分子當(dāng)量（DBE）值的小分子污染物更容易沉積在膜表面，導(dǎo)致膜污染的形成。無(wú)機(jī)污染主要由滲濾液中含有的無(wú)機(jī)鹽離子和金屬離子引起，Ca2+、Mg2+形成的CaCO3和Mg（OH）2是常見(jiàn)的結(jié)垢物質(zhì)[20]。膠體污染由滲濾液中含有的鐵鹽、鋁鹽等形成的膠體污染層構(gòu)成。Lee等認(rèn)為滲濾液中的天然有機(jī)物（NOM）和Ca2+形成絡(luò)合物，導(dǎo)致其在膜上形成更加密實(shí)的結(jié)構(gòu)層，使膜通量嚴(yán)重下降[21]。因此，膜污染的控制是有機(jī)廢水的膜深度處理過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題，膜污染的緩解不僅能夠延長(zhǎng)膜的使用壽命、降低處理成本，還有利于保持穩(wěn)定的出水水質(zhì)、保證出水達(dá)標(biāo)。

4? ?臭氧與陶瓷膜耦合技術(shù)優(yōu)化建議

4.1? 自由基轉(zhuǎn)化效率的提升

自由基的轉(zhuǎn)化效率提升可以從臭氧和陶瓷膜兩個(gè)角度進(jìn)行考慮，臭氧效率的提升有兩種手段：1）提高體系中的臭氧濃度，選擇純氧作為臭氧的發(fā)生源，與空氣源臭氧發(fā)生器相比，具有更高的臭氧轉(zhuǎn)化率。2）提高O3向·OH的轉(zhuǎn)化，·OH具有比O3更高的氧化電位和無(wú)選擇性等優(yōu)勢(shì)，能夠大大降低濃縮液中的有機(jī)物濃度，從而緩解膜污染的產(chǎn)生。

為了進(jìn)一步提高臭氧的利用率，將臭氧與其他技術(shù)聯(lián)用已成為現(xiàn)在的研究重點(diǎn)，常見(jiàn)的有催化臭氧氧化法、電化學(xué)耦合臭氧法等。人們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)，在臭氧氧化過(guò)程中加入催化劑，可以顯著提高臭氧的利用率，實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物更高效和無(wú)選擇性地降解[22]。O3/H2O2處理后的納濾濃縮液的TOC、UVA254和CN（色度）分別被去除82.5%、82.9%和99.9%[23]。使用H2O2催化臭氧的工藝由于操作方便、不產(chǎn)生二次污染，常常被用來(lái)作為垃圾滲濾液的預(yù)處理技術(shù)，與單獨(dú)臭氧相比，臭氧用量減少41.5%[24]。使用H2O2和UV作為催化劑的催化臭氧氧化工藝處理納濾濃縮液時(shí)，相比單獨(dú)臭氧，濃縮液的COD、TOC和色度的去除效率分別提高了10%～15%、7%～15%和15%～20%，同時(shí)其中的有機(jī)物在反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為1～10 kDa范圍內(nèi)的小分子物質(zhì)[25]。

電化學(xué)作為一種常見(jiàn)的高級(jí)氧化技術(shù)，在滲濾液處理過(guò)程中不僅可有效降低其中的有機(jī)物和氨氮[26]，還可以提高滲濾液的可生化性[27]。其主要通過(guò)直接氧化和間接氧化兩種途徑降解有機(jī)物，直接氧化是指電極表面直接生成自由基進(jìn)行的氧化，間接氧化是通過(guò)陰極產(chǎn)生的H2O2間接生成自由基降解有機(jī)物[28]。垃圾滲濾液濃縮液作為含有高鹽的難降解廢水的代表，其鹽離子濃度高，電化學(xué)的加入可以有效利用其中的Cl-使其轉(zhuǎn)化為HClO、ClO？觶等強(qiáng)氧化性物質(zhì)，同時(shí)陰極產(chǎn)生的H2O2也能夠與臭氧體系中的O2分子反應(yīng)產(chǎn)生·OH[29]。因此，體系中的自由基含量大大增加，對(duì)有機(jī)物的降解效率也得到了明顯提升。電化學(xué)極板材料的選擇對(duì)體系中臭氧的轉(zhuǎn)化率有極大的影響，極板表面高度暴露的活性表面改善了電荷傳質(zhì)的產(chǎn)生，進(jìn)而增強(qiáng)了電催化反應(yīng)過(guò)程[30]。Peng等通過(guò)設(shè)計(jì)制備的Mxene層狀結(jié)構(gòu)的Nb2O5活性位點(diǎn)，增加了路易斯酸性位點(diǎn)和布朗斯特酸性中心，增強(qiáng)了電化學(xué)臭氧化過(guò)程中·OH的增加和水的去質(zhì)子化，加速了產(chǎn)生EOP的電化學(xué)催化去除有機(jī)物的過(guò)程[31]。

催化臭氧氧化和電化學(xué)耦合臭氧氧化技術(shù)顯著提高了臭氧的轉(zhuǎn)化率，為了進(jìn)一步緩解陶瓷膜上的膜污染情況，可以將催化臭氧氧化和電化學(xué)耦合臭氧氧化技術(shù)與膜過(guò)濾技術(shù)聯(lián)合，為未來(lái)臭氧與陶瓷膜的進(jìn)一步耦合提供一定參考。

4.2? 臭氧傳質(zhì)效率的提升

陶瓷膜上的孔徑結(jié)構(gòu)可以作為微孔反應(yīng)器有效促進(jìn)臭氧與污染物之間的傳質(zhì)。從臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的O3大氣泡可以在陶瓷膜的孔徑中被有效切割，從而破碎成小氣泡。這些小氣泡的產(chǎn)生能夠有效增加臭氧分子與污染物之間的接觸面積，大幅提升臭氧與污染物之間的傳質(zhì)作用。因此，陶瓷膜孔徑的選擇也是后續(xù)處理過(guò)程中需要考慮的重點(diǎn)。此外，可以對(duì)陶瓷膜進(jìn)行改性，增加膜表面的活性位點(diǎn)，促進(jìn)膜與污染物的接觸，以改善兩者之間的傳質(zhì)作用。陶瓷膜的改性還能使其成為非均相催化劑，有效促進(jìn)臭氧的分解。

4.3? 膜污染的緩解

臭氧耦合陶瓷膜技術(shù)處理濃縮液過(guò)程中，臭氧的轉(zhuǎn)化率雖然能有效緩解膜污染，但濃縮液本身的性質(zhì)和膜的性質(zhì)也是影響膜結(jié)垢產(chǎn)生的重要因素。因此，在臭氧處理前對(duì)濃縮液進(jìn)行預(yù)處理是緩解膜結(jié)垢的一種有效措施。常用的預(yù)處理方法包括沉淀、混凝/絮凝、濃縮液pH值的調(diào)節(jié)等，但是預(yù)處理只能去除濃縮液中的一些大分子有機(jī)物和懸浮固體，對(duì)其中的小分子物質(zhì)的去除作用十分有限。由于濃縮液中的成分復(fù)雜，含有大量的金屬離子、無(wú)機(jī)鹽離子以及常見(jiàn)的陰離子，其中的Ca2+、Mg2+會(huì)和濃縮液本身的SO42-、CO32-和OH-等形成CaSO4、CaCO3和Mg（OH）2等沉淀。因此，可以在與處理過(guò)程中將這些容易形成共沉淀的離子去除，從而可以有效緩解膜結(jié)垢的產(chǎn)生。適當(dāng)向濃縮液中添加一定的阻垢劑，阻垢劑可以有效緩解膜表面的無(wú)機(jī)結(jié)垢，常見(jiàn)有聚天冬氨酸鈉鹽和有機(jī)膦酸。

陶瓷膜的改性也可以有效緩解膜結(jié)垢的產(chǎn)生，向膜表面添加一些物質(zhì)，如聚乙二醇、聚乙烯醇等能夠通過(guò)氫鍵在膜表面形成水合層，從而阻止污染物的吸附。也可以改變膜表面的光滑度、電荷性和親水性，使污染物難以在表面沉積。同時(shí)，通過(guò)對(duì)陶瓷膜進(jìn)行改性，在膜上沉積不同的金屬氧化物能夠有效改變膜的特性，使得膜在減輕污染物吸附的同時(shí)，還能有效促進(jìn)臭氧對(duì)污染物的降解。此時(shí)，膜的加入相當(dāng)于一種非均相催化劑。

5? ?結(jié)論和展望

綜上所述，臭氧耦合陶瓷膜技術(shù)對(duì)提高污染物降解效率、降低膜污染和保證出水水質(zhì)具有較好的效果，但仍然存在臭氧利用率不高、自由基轉(zhuǎn)化有效等問(wèn)題，因此在實(shí)際應(yīng)用中仍然受限。與單獨(dú)臭氧和陶瓷膜的耦合相比，催化臭氧化和陶瓷膜的耦合技術(shù)可有效提高O3的轉(zhuǎn)化效率、增加自由基產(chǎn)量，對(duì)污染物的降解效率可進(jìn)一步提升。同時(shí)通過(guò)對(duì)陶瓷膜的改性、向濃縮液中加入阻垢劑或?qū)饪s液進(jìn)行預(yù)處理分離出易結(jié)垢組分，可有效緩解膜結(jié)垢的產(chǎn)生，使得運(yùn)行過(guò)程中體系穩(wěn)定性更高。因此，這些改進(jìn)使得該技術(shù)具有更好的污染物降解效果和穩(wěn)定性，在濃縮液處理中具有很好的應(yīng)用前景。

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收稿日期：2023-06-12

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金委青年科學(xué)基金項(xiàng)目（5210100109）

作者簡(jiǎn)介：王湘徽（1983—），男，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境污染與治理，填埋場(chǎng)整治。

通信作者：王蘭（1997—），女，碩士研究生，主要研究方向?yàn)樘盥駡?chǎng)滲濾液濃縮液處理技術(shù)開(kāi)發(fā)。