制革废水序贯处理工艺优化及植物毒性评估：混凝-絮凝与声光芬顿联用技术的效能研究

为解决制革废水(TE)高污染负荷和生态毒性问题，研究人员开发了混凝-絮凝(CF)预处理联合声光芬顿(US-PFP)的序贯处理工艺。通过Box-Behnken设计优化参数，实现化学需氧量(COD)去除率89%、色度(CN)去除率98%，显著降低对紫花苜蓿和小麦的植物毒性。该研究为工业废水处理提供了高效绿色的技术方案。

　　

制革行业每年产生大量富含铬、硫化物和有机物的废水，传统处理方法难以彻底降解这些污染物，残留的毒性物质对生态环境构成严重威胁。尤其值得注意的是，制革废水中的持久性有机物会导致水体富营养化，其高色度和浊度不仅影响感官，更会阻碍水生植物的光合作用。现有单一处理技术如常规芬顿法存在药剂消耗大、反应条件苛刻等局限，亟需开发高效低耗的组合工艺。

针对这一难题，某研究团队在《Journal of Environmental Engineering and Science》发表研究，创新性地将混凝-絮凝(CF)作为预处理步骤，与超声波强化光芬顿(US-PFP)工艺相结合。研究采用响应面法优化参数，通过种子发芽实验评估处理后的生物安全性。关键技术包括：1)基于FeCl₃
的CF预处理；2)US-PFP系统参数优化；3)使用紫花苜蓿(Medicago sativa)和小麦进行植物毒性测试。

【CF预处理效能】
使用2 g/L FeCl₃
的CF工艺可去除56% COD、99%浊度和85%色度(CN)，为后续高级氧化创造有利条件。铁盐混凝剂同时为芬顿反应提供部分Fe²⁺
源，实现药剂协同利用。

【US-PFP工艺优化】
通过Box-Behnken设计确定最佳参数：H₂
O₂
浓度7677 mg/L、Fe²⁺
浓度415 mg/L、pH=3。超声空化效应促进•OH自由基生成，紫外光加速Fe³⁺
/Fe²⁺
循环，使COD总去除率达89%。

【植物毒性评估】
处理后的废水使紫花苜蓿和小麦种子发芽率提升40%以上，根长增加2-3倍，证明序贯处理有效降解了抑制植物生长的毒性物质。

该研究证实CF-US-PFP联用技术具有显著优势：CF预处理大幅降低后续氧化剂用量，US-PFP通过声光协同效应提高氧化效率，两者组合实现经济性与效能的最佳平衡。特别值得注意的是，处理后的出水生物毒性显著降低，这对废水回用和生态安全具有重要意义。研究为工业废水处理提供了可推广的技术范式，其响应面优化方法也可应用于其他复杂废水处理系统。工艺中FeCl₃
的双重功能（混凝剂+铁源）和超声波的空化效应是技术创新的关键点，这些发现为绿色水处理技术的发展提供了新思路。