生物活性炭过滤器的综合评估：结合紫外线/过氧乙酸预处理技术，用于减轻有机微污染物及其毒性

《Journal of Water Process Engineering》：Integrated assessment of biological activated carbon filters with UV/peracetic acid pretreatment for the mitigation of organic micropollutants and toxicity

有机微污染物（OMPs）的UV/PAA氧化联合生物过滤技术可有效降解难降解污染物（如卡巴津、丁噁酸），降低光抑制53%且显著缓解雌激素活性风险，微生物群落分析显示Pseudomonas等菌种促进降解，但UV/PAA成本较高（5.88美元/m3）。

　　

Sana Ajaz | Mikaela Radke | Ashraf Aly Hassan | Prasad Kaparaju | Ruby N. Michael | Frederic D.L. Leusch

摘要

废水中的有机微污染物（OMPs）对环境构成了日益严重的威胁，尤其是对水生生态系统和水资源再利用造成了影响。本研究评估了紫外线/过氧乙酸（UV/PAA）氧化结合生物过滤技术作为降解有机微污染物并减轻其毒性的可持续解决方案。在为期六个月的连续实验室规模实验中，废水首先经过UV/PAA处理或传统的UV/H?O?处理，随后采用生物活性炭（BAC）进行过滤。通过针对常见有机微污染物的化学分析以及基于效应的生物检测（如雌激素活性、细胞毒性、植物毒性和氧化应激）来评估处理效果。结果表明，UV/PAA预处理在降解难降解的有机微污染物方面优于UV/H?O?处理方法，对卡马西平（65%）和敌草隆（52%）的去除效率尤为显著。此外，UV/PAA处理显著降低了光合作用的抑制程度（UV/H?O?处理仅为21%），而UV/PAA-生物过滤组合工艺虽然未能进一步降低光合作用抑制，但使藻类毒性降低了63%，雌激素负荷减少了60%以上，有效降低了雌激素相关的环境风险。总体而言，生物过滤在减轻多种毒性效应方面发挥了关键作用。微生物群落分析显示，生物过滤器促进了能够降解有机微污染物的细菌的生长，包括假单胞菌、分枝杆菌和红球菌。UV/PAA预处理还增加了不动杆菌和厌氧线菌属的数量，这些菌种以降解雌激素和其他有机微污染物而闻名。成本分析显示，UV/PAA的处理成本（5.88美元/立方米）高于UV/H?O?（2.36美元/立方米），但从单位有机微污染物去除量来看，UV/PAA更具成本效益。本研究强调，UV/PAA-生物过滤技术是一种具有潜力但需考虑成本因素的替代方案，其在减轻毒性方面具有显著优势，并且具备改造现有处理系统的潜力。