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橄榄油废水是橄榄油生产过程中产生的废水。该废水是一种深红黑色，中等酸性的液体，具有较高的电导率和较高的有机物含量。并且橄榄油厂废水的另一个特点是其苯酚化合物含量高，其浓度范围从0.5到24 g/L不等。由于在短时间内产生大量废物，橄榄油厂废水的处理和处置目前是橄榄油生产过程中较严重的环境问题之一。膜生物反应器技术的工业废水处理中的应用是常见的，因为该方法能承受高有机负荷能力，并在独特耐火基板[降解某些微生物群落其高特异性的。因此，也已被用于处理橄榄油厂废水。在膜生物反应器中添加活性炭可以降低苯酚的毒性，因此可以提高系统的整体生物降解效率。重要的是，如上所述，活性炭对潜在有机污垢的吸附可以减少有机污垢和生物污垢的减少。因此，使用活性炭的膜生物反应器系统似乎是处理橄榄油废水的好选择。
添加活性炭后对橄榄油废水中可溶性微生物组成的影响
为了检验活性炭改变可溶性微生物组成，使其对膜具有更高的亲和力这一假设，通过GPC分析了构成可溶性微生物的有机分子的大小分布(图1)。在第二次可溶性微生物运行结束时收集了可溶性微生物样品(图1b)，有趣的是，GPC色谱图显示了对照反应堆和活性炭加入反应堆之间的明显差异。在活性炭反应器的可溶性微生物中，保留时间为24分钟时，来自对照反应器的可溶性微生物的个峰显着降低，而在活性炭反应器的可溶性微生物中，在28分钟时观察到峰的上升(图1，分别是峰值a和b)。活性炭反应器的可溶性微生物中的37分钟处的峰也升高(峰c)。可溶性微生物中某些有机化合物含量的变化(升高或降低)可能归因于，由于微生物群落组成的变化或某些活性炭所观察到的代谢活性增强，导致某些微生物产品的产生和分泌增加另外，或抑制进水橄榄油废水中物质的降解。有机化合物对活性炭颗粒的吸附只会降低其在可溶性微生物中的外观。由于吸附到活性炭上，可溶性微生物中某些成分的减少(如峰a所示)也有可能优先吸附其他成分，这些成分对通量的减少更不利，或者起膜调节前体的作用，这可能会增强生物膜的生长(例如峰b–d)。显然，确定膜上有机污染物的身份是一项必不可少的任务，目前，尚不清楚不同可溶性微生物组分对膜污染的详细影响以及它们被活性炭的吸附。
根据以上讨论，四种活性炭催化剂均可提高反渗透浓缩液中有机物的去除率。特别地，负载铈的活性炭催化的臭氧化显示出比O 3/H 2 O 2工艺和其他催化臭氧化工艺更高的有机化合物降解速率。因此，探索负载铈的活性炭催化臭氧氧化的机理具有重要意义。根据图2中的数据，以研究·OH在催化臭氧化反应中的贡献率。在活性炭上的吸附动力学较慢，但与·OH的反应常数高。负载铈的活性炭在臭氧氧化中可以很好的去除有机物，这主要是由于其各种去除机理，包括吸附，臭氧氧化和自由基氧化。吸附和臭氧化都是选择性的。一些有机物在活性炭上缓慢吸附，因此非选择性的羟基自由基氧化对于通过负载铈的活性炭催化的臭氧氧化作用从水中去除难处理的有机化合物起着重要的作用。催化臭氧化系统中生成·OH的可能机理如图3所示。通过这种机制，不仅可以通过表面官能团而且可以通过负载在活性炭上的铈来刺激·OH的生成。由表面基团的自由基激发依靠其碱度和给电子效应。对于负载在活性炭上的铈，氧化铈表面的氧空位是催化活性位。? 3可以具有氧空位或直接用H反应2 ?将其吸附在氧空位，以产生HO 3·，·O2 2-，HO 2·等自由基。这些自由基可以通过一系列链反应转化为·OH。在自由基生成过程中，氧空位周围的Ce 3+会失去电子，并被氧化为Ce 4+，这可能导致催化活性降低。因此，富电子结构(例如石墨烯层，-NO 2和吡喃酮)与氧化铈之间可能发生电子转移过程，从而导致Ce 4+的还原和催化活性的更新。这种协同效应可能是在负载铈的活性炭表面快速连续产生·OH的关键。
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