以臭氧氧化-氯消毒為核心的再生水組合處理工藝是污水再生處理技術與工藝的重要發展方向，但氯消毒的毒性生成風險不容忽視。深入研究前置臭氧對氯消毒的毒性生成潛勢的影響機制和控制原理，對優化污水再生處理工藝，保障再生水利用安全具有重要的意義。.本研究以控制再生水氯消毒的毒性生成風險為目標，圍繞抗雌激素活性、(抗)甲狀腺激素活性等新興毒性效應，建立再生水氯消毒后毒性生成潛勢評價方法。研究再生水在臭氧氧化過程中毒性生成潛勢和物質組成的變化規律及操作條件等的影響；評價毒性生成潛勢與水質指標之間的關聯性，識別影響毒性生成潛勢變化的關鍵有機組分和關鍵有機物。研究關鍵有機物在毒性生成潛勢評價（氯消毒）、臭氧氧化過程中的毒性和官能團變化規律，掌握關鍵有機物的毒性生成與臭氧轉化機制。綜合以上成果，闡明再生水毒性生成潛勢的控制原理，為保障再生水水質安全提供理論依據和技術支持。

污水再生利用是解決我國水資源短缺問題的重要途徑，其關鍵是水質安全保障。氯消毒是控制病原微生物的重要途徑，但氯消毒過程中消毒副產物生成和毒性增加的風險不容忽視。 本研究以控制再生水氯消毒的毒性生成風險為目標，圍繞抗雌激素活性等新興毒性效應，建立再生水氯消毒后毒性生成潛勢評價方法。研究基于臭氧氧化的毒性生成潛勢控制方法，取得以下主要成果： （1）系統考察了氯消毒過程中抗雌激素活性的生成規律以及消毒時間、投氯量等的影響，首次提出了再生水氯消毒抗雌激素活性生成潛勢（AEAFP）的概念并確定了關鍵試驗條件，為再生水氯消毒風險評價與保障提供了支撐。 （2）發現再生水中AEAFP普遍檢出（0.2~2.1 mg-TAM·L-1），UV254和三維熒光光譜區域強度積分值與AEAFP存在顯著正相關關系，其可作為AEAFP的替代指標，為再生水水質安全保障提供了支撐。 （3）發現溴離子在氯消毒過程中可促進再生水，特別是其疏水酸性物質抗雌激素活性的生成。選取模式物質酪氨酸，發現酪氨酸在溴離子作用下可生成抗雌激素活性副產物二溴代對羥基苯乙腈和一溴代對羥基苯乙腈，并闡明了其生成機制。 （4）發現臭氧氧化有效去除再生水抗雌激素活性及AEAFP，為控制再生水氯消毒風險，保障再生水水質安全提供了支持。 （5）利用凝膠色譜方法，對臭氧氧化后的溶解性有機物變化特征進行分析，發現臭氧氧化后DOM總量未顯著下降，但UV254值顯著下降，其中，大分子（>5000 Da）有機組分的UV254下降最為顯著。 在本項目支持下，項目執行期間，發表SCI論文5篇。

電源的電動勢是和非靜電力的功密切聯系的。非靜電力是指除靜電力外能對電荷流動起作用的力，并非泛指靜電力外的一切作用力。不同電源非靜電力的來源不同，能量轉換形式也不同。

化學電動勢（干電池、鈕扣電池、蓄電池等）的非靜電力是一種與離子的溶解和沉積過程相聯系的化學作用，電動勢的大小取決于化學作用的種類，與電源大小無關，如干電池無論1號、2號、5號電動勢都是1.5伏。產生化學電動勢的電池稱為化學電池或電化電池，例如：銅鋅原電池，電解質溶液為硫酸銅溶液。

感生電動勢和動生電動勢（發電機）。發電機的非靜電力起源于磁場對運動電荷的作用，即洛倫茲力。

根據法拉第電磁感應定律：只要穿過回路的磁通量發生了變化，在回路中就會有感應電動勢產生。而實際上，引起磁通量變化的原因不外乎兩條：其一是回路相對于磁場有運動；其二是回路在磁場中雖無相對運動，但是磁場在空間的分布是隨時間變化的，將前一原因產生的感應電動勢稱為動生電動勢，而后一原因產生的感應電動勢稱為感生電動勢。

感應電動勢的大小

光生電動勢（光電池）的非靜電力來源于內光電效應。

在光照下，若入射光子的能量大于禁帶寬度，半導體PN結附近被束縛的價電子吸收光子能量，受激發躍遷至導帶形成自由電子，而價帶則相應地形成自由空穴。這些電子一空穴對，在內電場的作用下，空穴移向P區，電子移向N區，使P區帶正電，N區帶負電，于是在P區和N區之間產生電壓，稱為光生電動勢，這就是光伏特效應。利用光伏特效應制成的敏感元件有光電池、光敏二極管和光敏三極管等。

壓電電動勢（晶體壓電點火、晶體話筒等）來源于機械功造成的極化現象。

當電介質（晶體）受到一定方向外力的作用而產生變形時，就會引起它內部正負電荷中心相對轉移而產生極化現象，從而導致在相應的兩個表面上產生符號相反的電荷，于是在兩個表面產生電壓，稱為壓電電動勢；當外力作用除去時，表面的電荷也隨之消失，又重新恢復不帶電狀態；當外力作用方向改變時，電荷的極性也隨之改變。

溫差電動勢（溫差電源）的非靜電力是一種與溫度差和電子濃度差相聯系的擴散作用。

1821年德國物理學家塞貝克（T J Seeback）發現：當兩種不同金屬導線組成閉合回路時，若在兩接頭維持一溫差，回路就有電流和電動勢產生，后來稱此為塞貝克效應。其中產生的電動勢稱為溫差電動勢述回路稱為熱電偶。

燃料化工廢水成分復雜，毒性大，以煤化工廢水最具代表性。目前尚未清楚該類廢水中典型污染物的存在與狀態及其在控制過程中的轉化，水污染問題仍是行業發展的制約因素。本項目擬開展：應用SPME-GC/MS等手段研究廢水水質組成與污染物作用關系的化學與生物特性，建立典型污染物的分類體系并闡明形成機理；利用分子生態學的方法，識別降解典型污染物的關鍵微生物菌群結構，篩選培養功能微生物，構建高效基因工程菌，強化典型污染物的降解；研究電化學過程協同好氧-水解流化床的工藝原理及典型污染物的降解動力學；對生物處理后尾水中典型難降解污染物，采用功能吸附劑結合超臨界催化過程進行分子結構的轉化與毀毒并闡明反應機理；基于強化的生物過程與優化的化學過程，解析典型污染物形成、轉化與控制的化學關系，評價其安全性。研究成果為解決我國煤化工廢水污染及保障生態安全提供技術理論支撐，為燃料化工過程典型污染物的減排與控制提供普適性方法。

針對焦化行業，調查分析了由剩余氨水、焦油分離液、粗苯分離液和脫硫廢液構成的焦化廢水中常規污染物與典型污染物的存在、分布與形成機理，明確了典型污染物主要包括酚類、多環芳烴、雜環芳烴、含鹵有機物（如二噁英）等。以分析檢測限大于最大組分面積的1%為統計，鑒別到558種有機物。其中檢出的44種酚類物質含量最高，占焦化廢水COD值的70%~75%。低環的萘、菲、苯并[a]芘為多環芳烴類化合物典型代表，被檢測到的58種多環芳烴總濃度在0.3~0.5 mg/L之間。在144種含氮化合物中，喹啉類、吡啶類和吲哚類是典型代表。17種鹵代有機物主要為氯代和氟代有機物，其中氯苯濃度達到25.4 μg/L。24種痕量二噁英類物質被檢出，PCDD、PBDD是主要物種(7.5~18 pg/L)。 基于上述認識，建立了以自動化SPME和液-液萃取等為主要樣品前處理手段的污染物分析方法；還建立了一種檢測苯酚的鹽結晶脫水-頂空-氣相分析技術。 根據我們對焦化廢水的認識以及4個工程的實踐，發現O1/H/O2比傳統A1/A2/O工藝的硝化需氧量降低15%、動力消耗降低約30%、污泥排放量減少25%。利用高通量Miseq測序方法研究焦化廢水生物處理過程中關鍵微生物類群的結構特征，發現反應器中主要由Comamonas降解苯酚，由Thiobacillus降解氰化物和硫氰化物；通過PCA分析技術闡明了優勢微生物菌屬和環境因子之間的相關性。最后，總結歸納了焦化廢水O1/H/O2生物工藝的降解模型。表現出如下優勢：(1)負荷能力上的突破，進水負荷達到2.4 kg COD/(m3?d)；(2)通過新型反應器實現新工藝，明確同時除碳與短程脫氮技術；(3)對焦化廢水的可降解性提出了新認識，實現B/C值0.5~0.6。另一方面，廢水處理過程中毒性當量(TEQ)削減明顯，在水質安全方面提出了有效的證明。 整個項目工作，開創了一套以O1/H/O2為生物技術的新工藝系統，發明了異重流污泥原位分離流化床以及協同混凝吸附作用原理的兩種新型反應器，探索了從廢水中分離能量物質并轉化為高能氣體、能量自給的同步除碳脫氮以及多段流態化臭氧催化氧化惰性污染物的三種新原理，結合焦化廢水水質特征以及典型污染物形成與濃度信息，在研究、技術、應用方面進行了大膽的嘗試，取得的認識與經驗有助于解決我國煤化工行業面臨的水污染問題。 2100433B