化工园区废水处理溶解性有机物变化特征

化工园区废水因产业集聚效应，其溶解性有机物（DOM）组成复杂且毒性显著，成为制约污水处理效能的关键因素。近年来，随着排放标准日趋严格，解析DOM在处理过程中的转化规律成为环境工程领域的研究重点。本文基于典型化工园区废水处理案例，探讨DOM的分子特征演变及其对工艺选择的启示。

一、DOM的初始特征与污染风险

化工园区废水DOM以亲水性物质为主（占比超50%），包含芳香族化合物、酚类及卤代烃等难降解组分。这些物质具有高化学需氧量（COD）和紫外吸收强度（UV254），易导致水体富营养化并威胁生态安全。研究表明，未经处理的化工废水DOM分子质量分布集中在1000~3000u区间，其中多环芳烃和长链脂肪酸占比高达60%以上，其生物毒性随分子芳香性增强而升高。

二、处理工艺对DOM的分子级改造

厌氧水解的断链作用

在厌氧水解池中，微生物通过共代谢将大分子DOM（如木质素、蛋白质）分解为小分子脂肪酸和单环芳香烃。实验数据显示，水解池出水中260~280nm紫外吸收峰强度显著降低，表明苯环结构被部分破坏。此阶段对疏水性有机物（HOA、HON）的去除率可达40%，但芳香蛋白类物质仅降解约20%，显示其抗分解特性。

好氧生化的氧化矿化

好氧单元通过微生物胞外酶将DOM进一步转化为CO₂和H₂O。臭氧催化氧化池的引入可强化这一过程：臭氧与DOM中的生色基团反应，使UV254吸收值下降30%~50%。三维荧光光谱显示，腐殖酸类物质（Ex/Em=220/395nm）在此阶段被完全去除，而色氨酸类蛋白组分（Ex/Em=230/340nm）残留率仍达60%，提示需后续深度处理。

活性炭吸附的选择性富集

活性炭对分子质量<1000u的亲水性dom吸附效率最高（去除率>85%），尤其对含氧官能团丰富的化合物（如羧酸、酯类）具有靶向去除能力。工程实践表明，活性炭罐出水中HIS（亲水性物质）占比升至76%，而HOA（疏水中性物质）占比降至1.4%，证实其通过物理吸附与表面催化氧化协同作用实现DOM精滤。

三、技术挑战与未来方向

当前工艺仍面临DOM残留毒性风险：活性炭出水中仍检出微量卤代烃和含硫化合物，其生物累积性可能危害水生生物。未来需发展以下技术：

高级氧化耦合生物膜：通过电化学-生物膜反应器强化难降解DOM的矿化；

分子筛分膜技术：利用纳滤膜选择性截留芳香族化合物；

DOM指纹图谱数据库：建立基于FT-ICR-MS的污染物溯源体系，指导工艺参数动态调整。

结语

化工园区废水DOM的转化是物理、化学与生物过程协同作用的结果。通过解析其分子级演变规律，可为工艺优化提供精准靶点，推动污水处理向高效低耗方向发展。