《Journal of Water Process Engineering》：Application of a hybrid process for hospital laundry effluent treatment: An approach using coagulation, ozonation, and adsorption
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医院洗衣废水采用混凝-臭氧-活性炭吸附（FQ/O?/GAC）混合系统处理，通过中心复合设计优化吸附剂质量（0.6g）、臭氧剂量（1.3g/L）和PAC浓度（75mg/L），实现COD去除71.26%、TOC去除40.11%，但显著增加电导率和总溶解固体。
莱蒂西亚·雷吉安·德·卡瓦略·科斯塔（Letícia Reggiane de Carvalho Costa）|阿曼达·弗洛雷斯·利马（Amanda Fl?res Lima）|莉莉安娜·阿马拉尔·费里斯（Liliana Amaral Féris）
南里奥格兰德联邦大学（Federal University of Rio Grande do Sul），化学工程系，拉米罗·巴塞洛斯街（Ramiro Barcelos St），2777号，邮编：90035-007，阿雷格里港（Porto Alegre），巴西
摘要
医院活动的增加导致了含有高有机负荷和复杂化学成分的废水的产生，尤其是在洗衣房中，其中含有难以用传统技术去除的污染物。本研究评估了一种混合处理系统（FQ/O?/GAC），该系统结合了混凝、臭氧氧化和吸附技术，用于去除医院洗衣房废水中的有机负荷。所收集的废水来自南里奥格兰德州瓦莱杜凯（Vale do Caí）的一家医院，代表了洗衣过程中使用的最终冲洗水。研究旨在探索这些工艺之间的协同作用，以降低化学需氧量（COD）、总有机碳（TOC）和其他物理化学参数，寻求更高效且环保的处理方法。采用中心复合设计（CCD）对工艺进行了优化，考虑了以下变量的影响：吸附剂质量（W）、初始臭氧剂量（O??）和聚合氯化铝（PAC）的剂量，共设置了五个水平。对废水的初步表征表明，尽管某些参数符合现行环保法规，但在排放到水体之前仍需进一步处理，尤其是在有机含量方面（COD = 145.0 ± 4.3 mg/L 和 TOC = 25.63 ± 1.2 mg/L）。通过综合应用这些技术，较低的臭氧剂量（1.3 g/L）与较高浓度的聚合氯化铝（75 mg/L）和较低质量的活性炭（0.6 g）结合使用时，能够有效去除有机物（COD去除率为71.26%，TOC去除率为40.11%）。然而，处理后电导率（从411.0 μS升高到1588.0 μS）和总溶解固体（从205.0 mg/L升高到744.0 mg/L）等物理化学参数有显著增加。总体而言，这种混合系统在降低医院洗衣房废水的有机负荷方面表现出有效性，但需要持续优化以确保更加高效和可持续的处理效果。
引言
随着对医院服务需求的增长以及卫生和生物安全协议的严格化，产生了具有独特特性和高污染物负荷的废水[1]。在医疗机构的各种液体废物来源中，医院洗衣房产生的废水量最大（每张床位每天400至1200升）[2]。全球每天有数千家医院清洗床单、衣物、毛巾和其他可重复使用的物品。根据巴西国家卫生机构登记处（CNES）的数据，仅巴西就有超过6000家医院在运营[3]。
这些洗衣房的废水主要含有表面活性剂[4]、螯合剂、漂白剂、有机残留物和潜在的致病微生物，包括耐药细菌[5,6]。如果未经适当处理，这些污染物可能会进入接收水体，导致水质恶化和水生生态系统污染[7]。
根据努涅斯和莫雷顿（Nu?ez and Moretton）[8]的研究，这些废水的复杂性是其危害性的主要原因，阻碍了污水处理厂的生物处理过程，并对水生生态系统构成重大风险。此外，特拉亚诺等人（Trajano et al.）[9]指出，摄入浓度超过0.5 mg/L的表面活性剂可能对人体健康有害，并破坏环境平衡，这进一步强调了在考虑任何水资源再利用方案之前必须有效去除这些污染物的必要性。
传统生物处理工艺在污水处理厂中广泛应用，但并不总能有效去除医院废水中存在的有毒或难降解化合物[10]。正如阿什法克和基布劳维（Ashfaq and Qiblawey）[2]所指出的，医院废水处理必须根据其不同来源（如洗衣房、实验室、厨房和诊所）的具体特点进行调整。对于医院洗衣房的用水再利用，目前的方法包括氯化、臭氧氧化和高级氧化工艺（AOPs）[11]。
鉴于这种情况，有必要开发结合不同污染物去除和/或降解机制的集成处理策略。用于处理医院洗衣房废水的方法通常基于生物、物理和化学过程的组合，例如电凝聚[12]、膜分离[13]、吸附[14]、混凝[15]、混凝/吸附[16]、臭氧氧化[17]、超声波[18]、光催化降解[11]、芬顿氧化[19]以及其他高级氧化工艺（AOPs）[20, [21], [22], [23]]。
混凝、臭氧氧化和吸附的结合在处理医院洗衣房废水方面显示出良好的效果[24,25]。混凝有助于去除悬浮固体和部分有机物，从而简化后续处理步骤[26]。作为一种高级氧化工艺，臭氧氧化以其能够完全矿化污染物而不产生污泥的特点而脱颖而出[27]。研究表明，使用臭氧氧化处理含表面活性剂的废水时，COD去除率可达25%至60%[4]，并且在添加催化剂的情况下效率更高[17]。颗粒活性炭（GAC）吸附在去除残留微污染物和氧化副产物方面非常有效[28]。Ciabattia等人的研究[14]表明，经过GAC处理的废水符合意大利的排放标准。
基于此背景，本研究提出评估一种混合方法的有效性，该方法结合了混凝/絮凝（物理化学处理）、臭氧氧化和GAC吸附，用于去除医院洗衣房废水中的有机负荷。这种组合旨在协同作用，促进悬浮固体的去除、难降解有机化合物的降解以及剩余微污染物的吸附。目的是评估这些工艺在降低化学需氧量（COD）、总有机碳（TOC）等物理化学参数方面的性能，从而为医院废水处理开发更高效和可持续的解决方案。
部分内容摘录
试剂和分析方法
为了确保结果的准确性和可重复性，实验使用了高纯度试剂和标准化的分析方法。在物理化学处理的混凝/絮凝步骤中，使用了聚合氯化铝（PAC，30%，Domclor，巴西）。pH值调整使用硫酸（H?SO?，99%，0.3 N，Neon，巴西）和氢氧化钠（NaOH，分析级，0.05 M，Neon，巴西）进行。为了中和剩余的臭氧，使用了硫代硫酸钠
废水的初步表征
表2展示了本研究中使用的废水的初步表征结果。所评估的参数与CONAMA第357/2005号决议规定的接收水体标准和CONAMA第430/2011号决议规定的废水排放标准进行了比较。
表2中的结果表明，虽然该医院洗衣房的废水符合某些环境法规的要求，但仍需进一步处理
结论
本研究评估了一种混合废水处理系统在降低医院洗衣房废水有机负荷和去除难降解化合物方面的有效性。结果表明，尽管废水在pH值（8.5 ± 0.1）和浊度（2.0 ± 0.4 NTU）等方面符合某些法定限制，但其有机负荷仍然较高（COD为145.0 ± 4.3 mg/L，TOC为25.6 ± 1.2 mg/L），表明其中含有大量的氧化和溶解有机化合物。
作者贡献声明
莱蒂西亚·雷吉安·德·卡瓦略·科斯塔（Letícia Reggiane de Carvalho Costa）：撰写初稿、数据可视化、方法论设计、研究实施、数据管理、概念构思。阿曼达·弗洛雷斯·利马（Amanda Fl?res Lima）：方法论设计、数据分析、数据管理、概念构思。莉莉安娜·阿马拉尔·费里斯（Liliana Amaral Féris）：撰写修订稿、数据可视化、监督工作、资源协调、方法论制定、资金争取、概念构思。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
作者感谢巴西政府的高等教育人员培训协调委员会（CAPES）和国家科学技术发展委员会（CNPq）对这项研究的支持。作者还感谢Ozone Engenharia公司提供用于研究的废水。
