摘要：羟基自由基（·OH）具有极强的氧化能力（氧化电位2.8 V），能非选择性地攻击有机分子中的双键、共轭结构或芳香环，将难降解有机物（如嗅味物质、抗生素、农药残留）彻底矿化为CO₂、H₂O和无机盐。该技术尤其适用于处理传统工艺（如混凝、沉淀、过滤）难以去除的微量污

饮用水安全保障技术：UV/H₂O₂ AOP高级氧化深度处理工艺详解

一、技术原理：紫外光催化生成强氧化性自由基

UV/H₂O₂ AOP（紫外线双氧水高级氧化工艺）通过紫外光（通常波长为254 nm）照射过氧化氢（H₂O₂），引发光解反应生成羟基自由基（·OH）：

H₂O₂ + UV → 2·OH

羟基自由基（·OH）具有极强的氧化能力（氧化电位2.8 V），能非选择性地攻击有机分子中的双键、共轭结构或芳香环，将难降解有机物（如嗅味物质、抗生素、农药残留）彻底矿化为CO₂、H₂O和无机盐。该技术尤其适用于处理传统工艺（如混凝、沉淀、过滤）难以去除的微量污染物。

二、核心优势：高效、环保、灵活

高效降解

污染物去除率>96%：对土臭素（2-MIB）、2-甲基异莰醇（GSM）等嗅味物质，36秒内去除率可达90%以上；对微囊藻毒素（MC-LR）的降解率在22分钟内达93.02%（UV光强153 μW/cm²条件下）。

矿化彻底：将复杂有机物分解为无害产物，避免中间产物积累。

环保无二次污染

仅需消耗电能和双氧水，无需添加化学药剂，残余双氧水在反应末期自然消散。

避免传统氯氧化产生的消毒副产物（如三卤甲烷），保障饮用水安全。

适应性强

高盐耐受：盐度3%以上仍稳定运行，某些金属离子（如Fe²⁺）可催化自由基生成，提升效率。

低温运行：可在2-5℃低温下保持高效，适用于北方地区冬季处理。

智能化控制

通过数智化系统自动调节紫外灯功率、双氧水投加量，实现节能降耗。

支持远程监控，优化运行参数。

三、应用场景：饮用水深度处理与微污染物去除

去除嗅味物质

案例：潍坊北控水务有限公司（4.0万m³/d规模）采用UV/H₂O₂ AOP工艺处理峡山水库和白浪河原水，成功去除土臭素、2-甲基异莰醇等嗅味物质，终端水口感显著改善，经1个月取样化验均达标。

降解微囊藻毒素

传统工艺（混凝-沉淀-过滤-消毒）对溶解性微囊藻毒素处理效果不佳，而UV/H₂O₂ AOP可通过·OH破坏毒素的Adda基团（毒性表达必需基团），降低毒性。

影响因素：UV光强、H₂O₂投加量、pH值。例如，UV光强153 μW/cm²时，MC-LR降解率显著高于19.13 μW/cm²；H₂O₂临界投加量约0.9 mmol/L，过量会导致·OH捕获，降低效率。

应对新污染物

有效去除挥发性有机物（如N-亚硝基二甲胺，NDMA）、个人护理品残留等新兴污染物，满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2022）新增指标要求（如乙草胺0.02 mg/L、氯酸盐0.7 mg/L）。

四、经济性与运行成本

吨水处理成本

低温条件下（2-5℃），成本可控制在0.1元/吨水以内（含灯管更换费用）。

长期运行费用较传统工艺（如氯氧化+中和沉淀）节约67%，重金属副产物减少96.4%。

设备投资与维护

模块化设计，易于安装、扩展及搬迁，适合不同规模水厂。

智能PID投加、ORP在线反馈系统确保COD去除率波动

五、局限性及改进方向

能耗较高：需UV灯和H₂O₂投入，适合中小规模处理。

初始投资高：紫外灯、石英套管等核心部件成本较高，但可通过规模化应用降低单位成本。

优化方向：

利用废水光敏特性实现能量优化。

开发模块化、智能化设备，扩大在工业领域的应用。

六、未来展望

UV/H₂O₂ AOP工艺凭借其高效、环保、灵活的优势，已成为饮用水安全保障的关键技术。随着物联网、大数据技术的融合，该工艺将实现更精准的智能控制，进一步降低运行成本。未来，其应用范围有望扩展至更多高难废水处理场景，为全球水资源保护提供科技支撑。

来源：小向科技观