【摘要】：市政污水是主要的再生水來(lái)源,具有水量穩(wěn)定、供給可靠等優(yōu)點(diǎn),但消毒過(guò)程中通常伴有消毒副產(chǎn)物(DBPs)的生成,如果直接回用可能會(huì)危害生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)健康,因此亟需找到一種高效可靠的深度處理工藝對(duì)DBPs進(jìn)行控制。本文以無(wú)錫某市政污水處理廠AAO-MBR工藝沿程出水為研究對(duì)象,著重研究AAO和MBR過(guò)程對(duì)DBPs前體物的影響,同時(shí)識(shí)別出MBR出水中特征DBPs前體物;并利用斑馬魚(yú)作為模式生物,探究了MBR出水經(jīng)次氯酸鈉(NaClO)消毒后生成的DBPs的聯(lián)合生物毒性;最后通過(guò)水平潛流-垂直潛流人工濕地(HF-VF CW)系統(tǒng)的構(gòu)建,探討組合人工濕地系統(tǒng)對(duì)特征DBPs前體物的去除效果,以期為再生水安全利用提供理論指導(dǎo)。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:(1)通過(guò)對(duì)AAO-MBR工藝中DBPs前體物的變化規(guī)律研究發(fā)現(xiàn):市政污水中富含親水性的大分子物質(zhì),具有較低的含碳消毒副產(chǎn)物生成勢(shì)(C-DBPFP);經(jīng)AAO和MBR處理后,由于微生物代謝作用生成了大量具有不飽和雙鍵的微生物代謝產(chǎn)物(SMPs),易與氯反應(yīng)生成C-DBPs,導(dǎo)致了C-DBPFP的增加。市政污水的含氮消毒副產(chǎn)物生成勢(shì)(N-DBPFP)處于較低水平;在AAO過(guò)程中生成的小分子SMPs類(lèi)物質(zhì)易與氯反應(yīng)生成N-DBPs,導(dǎo)致N-DBPFP的增加;但經(jīng)MBR后由于泥齡和污泥濃度的增加,大分子SMPs有所增加,導(dǎo)致了N-DBPFP的降低。AAO過(guò)程中由于FP的大量增加,使C-DBPs和N-DBPs前體物質(zhì)分別增加了90.90%和7.27%;MBR過(guò)程中較高的溶解性有機(jī)碳(DOC)去除率(74.44%)導(dǎo)致C-DBPs前體物和N-DBPs前體物的大量去除,去除率分別為56.77%和78.05%。因此,市政污水經(jīng)過(guò)AAO-MBR后可去除部分DBPs前體物,但MBR出水FP較高,仍存在SMPs等易與氯反應(yīng)的物質(zhì),消毒時(shí)會(huì)生成具有毒性的DBPs。(2)通過(guò)對(duì)比消毒前后MBR出水對(duì)斑馬魚(yú)體內(nèi)CAT活性、MDA含量和AchE活性的影響,間接得到DBPs的生物毒性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)暴露時(shí)間達(dá)到10 d時(shí),MDA含量顯著高于對(duì)照,且消毒后MDA含量增幅(91.43%)顯著高于消毒前(44.36%);暴露時(shí)間達(dá)到15 d,CAT活性被顯著抑制,且消毒后抑制率(40.22%)顯著高于消毒前(15.56%);說(shuō)明由于DBPs的存在使消毒后MBR出水的抗氧化損傷毒性強(qiáng)于消毒前MBR出水。另外,消毒前后MBR出水均對(duì)AchE活性有抑制,抑制率分別為38.49%和48.50%,說(shuō)明由于DBPs的存在使消毒后MBR出水的神經(jīng)毒性強(qiáng)于消毒前。因此,經(jīng)NaClO消毒后的MBR出水中DBPs對(duì)斑馬魚(yú)的抗氧化防御系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)具有潛在影響,MBR出水消毒后直接進(jìn)行回用存在一定風(fēng)險(xiǎn)性。(3)通過(guò)HF-VF CW的構(gòu)建,分析潛流人工濕地對(duì)DBPs前體物去除效果,以期降低再生水中DBPs的潛在風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)HF-VF CW系統(tǒng)后,69.58%的C-DBPs前體物和80.27%的N-DBPs前體物被去除。由于HFCW系統(tǒng)中植物根系為微生物的吸附生長(zhǎng)提供了有利條件且HFCW進(jìn)水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足,微生物代謝活躍會(huì)生成SMPs物質(zhì),因此HFCW對(duì)C-DBPs前體物(主要是:SMPs)沒(méi)有去除效果。由于VFCW系統(tǒng)中沸石層較好的吸附作用,使VFCW出水中SMPs熒光響應(yīng)明顯減少,因此VFCW對(duì)C-DBPs前體物具有較好的去除效果。另外,研究發(fā)現(xiàn)N-DBPFP與DON/DOC變化趨勢(shì)一致,由于經(jīng)過(guò)HFCW后DON/DOC明顯下降,因此N-DBPs前體物的去除主要發(fā)生在HFCW系統(tǒng)。說(shuō)明HF-VF CW可以針對(duì)性的去除特征DBPs前體物,控制DBPs總量。
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：X703
【圖文】：

第二章 AAO-MBR 污水處理系統(tǒng)中消毒副產(chǎn)物前體物的變化DOM 分為>100 kDa，100~30 kDa，30~10 kDa，10~5 kDa，5~1 kDa 和<1 在分離過(guò)程中用高純氮（99.999%）使壓力維持在 0.1MPa。在水樣分離前L 超純水用來(lái)清洗超濾膜[56]。分子量分級(jí)流程圖如 2-2。F1F3F2F4F5

圖 2-2 有機(jī)物分子量分級(jí)示意圖Fig.2-2 Schematic diagram of the molecular weight classification2.2.2.2 親疏水性分離采用 DAX-4 和 XAD-8 大孔吸附樹(shù)脂（Rohm&has，美國(guó)）基于親疏水中 DOM 分離為疏水性組分（HPO）、親水性組分（HPI）和弱疏水性組分（分。將大孔吸附樹(shù)脂裝入層析柱中，高度約為 15cm，使用前用純水清洗至一致，并排出氣泡。具體分離步驟如下：首先將用 1.0 mol/LHCl 將 1 L 水2.0，以 2.0 mL/min 的流速依次通過(guò) XAD-8 樹(shù)脂和 XAD-4 樹(shù)脂，收集到的然后用 500 mL 的 0.1 mol/L NaOH 以 1.0 mL/min 的流速分別洗脫 XAD-8 脂，洗脫下的分別為 HPO 和 TPI 組分。分離完畢后，各組分 pH 調(diào)至 7.0箱中待用[57]。有機(jī)樹(shù)脂分離示意圖如 2-3。100 K 30 K10 K5 K1 KStep1：進(jìn)水（pH 調(diào)至 2.0）水樣

第二章 AAO-MBR 污水處理系統(tǒng)中消毒副產(chǎn)物前體物的變化根據(jù)美國(guó) EPA552[64]標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì) HAAs 進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定過(guò)程如下：將 20mL 水樣加入 50 mL 樣品瓶中；然后向水樣中加入 1 mL 濃硫酸；隨后立即再加 6 g 高溫干燥的無(wú)水 Na2SO4，在旋渦振蕩器上振蕩 1 min 直至溶解；再加入 4 mL MTBE，在漩渦震蕩器上萃取 2 min，然后靜置 30 min；取 2 mL 上層有機(jī)層放入 10 mL 配帶四氟乙烯瓶蓋的瓶子中，加 2mL 酸化甲醇（含 10%的硫酸）混合均勻，然后將其置于 50℃水浴鍋中反應(yīng) 2h；取出冷卻后加 5mL 的 150g/L 的 Na2SO4溶液，振蕩?kù)o置分層；用移液槍吸取下層水溶液，直至下層水溶液不多于 0.5 mL；然后加入 1 mL 飽和 NaHCO3溶液，混合均勻后打開(kāi)瓶蓋釋放氣體，靜置 5 min；最后用 GC 進(jìn)行測(cè)定。GC 的操作條件：分流進(jìn)樣模式；進(jìn)樣體積 1 μL；進(jìn)樣口溫度 220℃；載氣為He；流速 1.00 mL/min；升溫程序：30℃保持 20 min，以 2℃/min 升溫至 43℃，保持 2min，然后以 25℃/min 升溫到 210℃保持 6 min。具體 HAAs 色譜圖見(jiàn)圖 2-5。

【參考文獻(xiàn)】

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1 柏蔚;高菲;;對(duì)再生水利用的分析及思考[J];環(huán)境科學(xué)與管理;2015年10期

2 李敏;趙月;曹志會(huì);王冰;周可心;沈洪艷;;鏈霉素廢水對(duì)斑馬魚(yú)POD活性和GSH含量的影響[J];安全與環(huán)境工程;2015年03期

3 蘇乃特;張雅君;許萍;;再生水常用消毒方法及其主要問(wèn)題[J];環(huán)保科技;2015年01期

4 賀潤(rùn)升;徐榮華;韋朝海;;焦化廢水生物出水溶解性有機(jī)物特性光譜表征[J];環(huán)境化學(xué);2015年01期

5 王慧琴;夏元波;;淺談寧強(qiáng)縣實(shí)施熊家溝小流域2012年度“丹治”工程建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)與建議[J];陜西水利;2014年03期

6 賈雪梅;鄧文英;胡林潮;陸森森;顧禮明;;淺談中國(guó)再生水回用[J];廣東化工;2013年19期

7 吉貴祥;石利利;劉濟(jì)寧;吳晟e

本文編號(hào)：2797461