题目：Efficient organic removal from hypersaline reverse osmosis concentrates through a hybrid microbubble ozonation-coagulation process: A two-stage removal procedure caused by two-sided effect of salinity

发表时间：2025年5月

第一作者：刘梦稳 博士研究生

通讯作者：金鑫 教授

创新点：

1. 微气泡臭氧-混凝耦合工艺（HOC）通过快速和慢速两个去除阶段实现了高盐反渗透浓水（ROC）接近50%的有机物去除率；

2. 高盐环境通过减小气泡尺寸和提高气泡稳定性强化了臭氧传质，保证了ROC处理过程中充足的溶解臭氧浓度；

3. 高盐环境对HOC工艺中氧化和混凝过程均呈现促进和抑制的两面效应，进而导致有机物去除途径的转变；

4. 基于氧化转化和混凝捕获作用，本文揭示了有机物的两阶段去除机制，为高盐废水中有机物的强化去除提供了新思路。

图文摘要：

文章简介：

煤化工和石油化工等能源化工行业在生产过程中会产生大量高盐废水，通常需要采用反渗透技术实现废水的循环利用。然而，这个过程会产生更高含盐量的反渗透浓水（ROC），这样的反渗透浓水含有大量难降解有机物，严重影响后续结晶过程。高盐环境下的有机物高效去除是水处理领域的难题，本研究构建了一种微气泡臭氧-混凝耦合工艺（HOC），用于处理某煤化工企业产生的ROC（TDS > 60000 mg/L）。在HOC工艺中，高盐环境促进了微气泡的形成，加强了臭氧从气相到液相的传质过程，保证了ROC处理过程中足够的溶解臭氧浓度。在足够的溶解臭氧浓度和碱性反应条件下，高盐环境中有机物的去除过程可分为以混凝为主的快速去除阶段（≤ 30 min）和以臭氧氧化为主的慢速去除阶段（> 30 min）。此外，盐度对HOC过程中的氧化和混凝表现出了促进与抑制的两面性影响。在第一阶段，高盐环境中的碱性条件促进了•OH的产生和聚合态水解物种的生成，从而强化氧化和混凝过程。然而，随着混凝剂的水解，反应pH值降低，高盐环境中过量的阴离子通过淬灭•OH和促进大絮体生成抑制了第二阶段的氧化和混凝过程。同时，本研究从氧化转化和絮体捕获角度，阐明了有机物的两阶段去除机制。在第一阶段，具有高凝聚性的有机物直接被强化混凝过程去除，难凝聚有机物氧化改性后被混凝强化去除。第二阶段中混凝过程被抑制，有机物主要通过臭氧分子的氧化去除，去除效率降低。本研究揭示了高盐环境对氧化和混凝的两面性影响，并为基于臭氧氧化的高盐废水有机物强化去除提供了新思路。

图1 有机物去除特性

图2 高盐环境的微气泡传质特性

图3 高盐环境对氧化的促进与抑制作用

图4 高盐环境对混凝的促进与抑制作用

图5 有机物氧化转化特性分析

图6 有机物絮体捕获特性分析

图7 高盐环境下HOC工艺中有机物去除机制

https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.123880