次氯酸钠消毒后废水处理技术取得新突破

次氯酸钠消毒后废水处理技术取得新突破

近年来，随着环保意识的提升，如何有效处理次氯酸钠消毒后的废水成为研究热点。研究表明，在高排放标准下，通过紫外耦合次氯酸钠消毒等先进技术，能够显著提高对抗生素抗性菌(ARB)和抗生素抗性基因(ARG)的去除效率。这些新技术不仅有助于保护公众健康，也为城市污水处理厂提供了新的解决方案。

中国疾病预防控制中心和中国农业大学资源与环境学院在《Journal of Hazardous Materials》期刊发表的研究显示，聚合氯化铝(PAC)混凝法在医院废水处理中表现出优异的性能。研究对比了三种处理工艺：PAC混凝-次氯酸钠消毒工艺(PAC-HWTP)、生物接触氧化-沉淀-次氯酸钠工艺(BCO-HWTP)以及使用过时设备的PAC混凝系统(ODE-PAC-HWTP)。

研究发现，PAC-HWTP对抗生素抗性基因(ARGs)、金属抗性基因(MRGs)和移动基因元件(MGEs)具有较高的去除效率。具体而言，PAC-HWTP对ARGs的平均去除效率达到45.13%，远高于BCO-HWTP的16.09%和ODE-PAC-HWTP的18.68%。此外，PAC-HWTP对多重耐药基因emrB的相对丰度也表现出显著的降低效果。

北京大学环境科学与工程学院刘文研究员课题组开发了一种具有原子级应变的MBene（Mo4/3B2-xTz）二维纳米材料，并制备了新型光催化剂（In2S3/MBene），实现了低溶解氧水体中抗生素抗性菌（耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌）的高效杀灭。此外，基于团队此前提出的分子轨道理论计算框架方法，该研究还创新性使用自旋轨道解析算法，在自旋和轨道角度层面深入揭示了原子级应变策略消除氧气自旋禁阻的机理。实验和理论计算结果皆表明，原子级应变策略诱导了MBene的自旋极化效应，进而克服了材料表明吸附的氧气的自旋禁阻，实现了低溶解氧环境下氧气的高效活化以生成超氧自由基（•O2-）。团队结合此前已搭建的原位电子顺磁共振（EPR）系统，成功捕获到氧气在原子级应变MBene材料表面的自旋轨道耦合作用产物，证实了氧气自旋禁阻的消除机制，且归功于原子级应变策略。ROS定量实验表明，相比于未改性的In2S3纯光催化材料，原子应变调控的光催化材料在模拟太阳光辐照下，•O2-的产量提升了16.59倍。此外，团队还评估了该技术对真实地下水中对耐药菌的杀灭效果，验证了技术的实际应用能力。最后，基于MBene原子应变调控的最优光催化材料，团队构建了光催化连续消毒装置和系统，并实现了62小时的稳定运行，由此产生了37.2 升无菌水。该消毒系统比同等质量的商用的次氯酸钠消毒剂的消毒能力高近25倍。

哈尔滨工业大学邢德峰教授团队在Environmental Science & Technology上发表的研究表明，氯耦合臭氧消毒在灭活铜绿假单胞菌方面表现出更佳效果。研究发现，铜绿假单胞菌悬浮液在氯耦合臭氧消毒作用下，10分钟内达到100%的灭活效果。此外，研究还揭示了群体感应系统在细菌抗消毒过程中的核心作用，为开发更高效的水消毒处理技术提供了理论基础。

这些新技术的突破为次氯酸钠消毒后废水的处理提供了新的解决方案。通过PAC混凝法、新型光催化材料和紫外耦合消毒等技术，可以更有效地去除废水中的抗生素抗性菌和基因，降低环境风险，保护公众健康。未来，随着这些技术的进一步优化和应用，我们有望实现更安全、更环保的水处理目标。