污水处理厂PAEs的去除效率和去除途径研究及模型模拟

【摘要】：内分泌干扰物（EDCs）是一类能通过影响人类以及动物的内分泌系统，进而导致其罹患疾病的化学物质，因而引起广大环境工作者的关注。城市污水是这类物质主要的来源，对城市污水处理厂中EDCs的去除率以及去除途径的研究，对于有效控制EDCs进入饮用水系统以及其他环境介质中起着重要意义。 邻苯二甲酸酯类（PAEs）是一种增塑剂，广泛应用在各种塑料制品中。这类物质与塑料间结合力弱，易扩散到周围的环境介质中。本文针对于哈尔滨地区某A/O工艺污水处理厂和BAF工艺污水处理厂进行研究，选取不同工艺段的污水和污泥样品，采用GC/MS进行分析，获得其在不同季节下对8种PAEs的去除效率和去除途径，并应用污水处理厂逸度模型进行去除途径模拟。研究结果发现，除DHP和DCHP均未检出，其余6种PAEs在样品中有不同的检出率。 污水处理厂不同处理单元对6种PAEs均有一定的去除效果。初沉池对6种PAEs的总去除率约50%，且对烷基链4碳以上PAEs的去除效果高于DMP和DEP的去除，增加沉淀池处理单元可以提高整体工艺对PAEs的去除。 A/O工艺中，除DMP的其余5种PAEs在好氧段的去除效率高于厌氧段。BAF工艺中高效斜板沉淀池和生物滤池对6种PAEs总去除率分别为60%和44%，除DMP和DEP，其余4种PAEs在高效斜板沉淀池的去除效果高于生物滤池的去除效果。两季节A/O工艺和BAF工艺对6种PAEs的平均总去除效率为87%和88%，无明显差异。季节变化对两工艺的影响表明其去除效果为秋季冬季， A/O工艺受季节变化影响大于BAF工艺。 A/O工艺对6种PAEs的去除途径研究表明，两季节平均基质吸附占总输入量的70%，生物降解比例为18%。BAF工艺对6种PAEs的去除途径研究表明，两季节平均基质吸附比例为79%，生物降解比例为9%。两工艺对6种PAEs的去除途径均以基质吸附为主，生物降解为辅。A/O工艺对PAEs的生物降解量高于BAF工艺对PAEs的生物降解量，且生物降解量随PAEs的辛醇—水分配系数（Kow）的升高而降低。BAF工艺对PAEs的基质吸附量高于A/O工艺对PAEs的基质吸附量，且基质吸附量随PAEs的Kow的升高而增高。 应用污水处理厂逸度模型对PAEs在A/O工艺中的去除途径进行模拟，模拟结果具有一定的科学参考价值，可以用来评估与本研究烷基链4碳以上PAEs理化性质相近污染物质该水厂中的去除途径。 【关键词】：邻苯二甲酸酯 A/O工艺 BAF工艺 季节变化 污水处理厂逸度模型
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 邻苯二甲酸酯类概述10-16
• 1.1.1 邻苯二甲酸酯类的理化性质12-14
• 1.1.2 邻苯二甲酸酯类的危害14
• 1.1.3 邻苯二甲酸酯类在环境中的分布14-16
• 1.2 样品处理与定量分析方法研究现状16-17
• 1.2.1 样品预处理方法16-17
• 1.2.2 样品分析方法17
• 1.3 城市生活污水处理工艺对废水中邻苯二甲酸酯的去除现状17-22
• 1.3.1 水体中邻苯二甲酸酯的去除方法概述17-19
• 1.3.2 活性污泥法对邻苯二甲酸酯去除研究现状19-20
• 1.3.3 生物膜法对邻苯二甲酸酯的去除研究现状20-21
• 1.3.4 人工湿地法对邻苯二甲酸酯的去除研究现状21
• 1.3.5 厌氧生物反应器对邻苯二甲酸酯的去除研究现状21-22
• 1.3.6 新型生物处理技术对邻苯二甲酸酯的去除研究现状22
• 1.4 污水处理厂逸度模型简介（STP Model）22-23
• 1.5 研究目的、意义和内容23-24
• 1.5.1 研究目的与意义23
• 1.5.2 研究内容23-24
• 第2章 实验材料与方法24-34
• 2.1 实验材料和仪器24
• 2.1.1 设备与仪器24
• 2.1.2 材料与试剂24
• 2.1.3 标准物质24
• 2.2 城市污水处理厂样品采集24-26
• 2.2.1 样品采样点分布24-26
• 2.2.2 样品采集和保存方法26
• 2.3 样品处理与分析方法26-30
• 2.3.1 样品预处理方法27-28
• 2.3.2 样品检测分析方法28-30
• 2.4 质量控制与质量保证30-31
• 2.4.1 样品加标回收率30-31
• 2.4.2 样品检出限的确定31
• 2.5 污水处理厂逸度模型的工作原理31-34
• 第3章 两工艺对 PAEs 的去除及季节变化34-48
• 3.1 城市污水处理厂不同处理单元对 PAEs 的去除34-42
• 3.1.1 初沉池对 PAEs 的去除34-35
• 3.1.2 好氧段和厌氧段对 PAEs 的去除35-36
• 3.1.3 高效沉淀池段和曝气生物滤池段对 PAEs 的去除36-37
• 3.1.4 A/O 工艺和 BAF 工艺对 PAEs 去除比对37-40
• 3.1.5 本研究与国内外其他污水处理厂比较分析40-42
• 3.2 季节变化对 PAEs 去除效率的影响分析42-47
• 3.2.1 季节变化对 A/O 工艺各处理单元 PAEs 去除效率影响43-44
• 3.2.2 季节变化对 BAF 工艺各处理单元 PAEs 去除效率影响44-46
• 3.2.3 季节变化对不同工艺 PAEs 去除效率影响46-47
• 3.3 本章小结47-48
• 第4章 污水处理厂中 PAEs 去除途径及逸度模型模拟48-64
• 4.1 A/O 工艺中 PAEs 的去除途径分析48-53
• 4.1.1 A/O 工艺运行效能48-49
• 4.1.2 PAEs 在 A/O 工艺中日排量计算49-50
• 4.1.3 PAEs 在 A/O 工艺中的基质吸附50-51
• 4.1.4 PAEs 在 A/O 工艺中的生物降解51-52
• 4.1.5 PAEs 在 A/O 工艺中去除情况分析52-53
• 4.2 BAF 工艺对 PAEs 的去除途径分析53-59
• 4.2.1 BAF 工艺运行效能53-54
• 4.2.2 PAEs 在 BAF 工艺中日排量计算54
• 4.2.3 PAEs 在 BAF 工艺中的基质吸附54-55
• 4.2.4 PAEs 在 BAF 工艺中的生物降解55-56
• 4.2.5 PAEs 在 BAF 工艺中去除情况分析56-57
• 4.2.6 两工艺对 PAEs 的去除途径比较分析57-59
• 4.3 利用 STP 逸度模型模拟两水厂 PAEs 的去除途径59-62
• 4.3.1 污水处理厂逸度模型的模拟结果59-61
• 4.3.2 污水处理厂逸度模型的灵敏度分析61-62
• 4.3.3 污水处理厂逸度模型的应用及展望62
• 4.4 本章小结62-64
• 结论64-65
• 参考文献65-71
• 攻读硕士期间发表的论文及其它成果71-73
• 致谢73

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