化工廢水處理污泥中有機(jī)污染物累積與分布特征.pdf

1、化工廢水處理污泥含有大量廢水中遷移轉(zhuǎn)化而來(lái)的毒性污染物，尤其是毒性有機(jī)污染物，由于并未得到有效消減，這部分污染物在環(huán)境中的危害持續(xù)存在，雖然近些年來(lái)在化工廢水產(chǎn)生量和廢水處理率持續(xù)增加的背景下，化工廢水處理污泥的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)開始得到重視，但也主要集中在重金屬引起的環(huán)境毒性方面，對(duì)濃度相對(duì)較低但毒性更強(qiáng)的有機(jī)污染物尚停留在污染水平調(diào)查階段，而對(duì)其從廢水進(jìn)入污泥的累積過(guò)程和遷移規(guī)律認(rèn)識(shí)不足，為污泥的管理屬性認(rèn)定和處置利用帶來(lái)了困難。因此有必要對(duì)

2、化工廢水污泥中有機(jī)污染物從水相向泥相遷移轉(zhuǎn)化的富集機(jī)制、影響因素及其在污泥中的分布特征、污泥吸附的歸趨貢獻(xiàn)等加以研究。
　　本論文選取煤液化、PTA及己內(nèi)酰胺三類化工廢水及其處理污泥為研究對(duì)象，結(jié)合定性分析和污染物毒性特征，篩選出VOCs、PAHs以及苯酚為后續(xù)研究的特征污染物，對(duì)其在廢水處理過(guò)程中的污染水平、去除特征及其在污泥中的富集濃度進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其水泥相遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、污泥吸附的歸趨貢獻(xiàn)和去除規(guī)律以及其在生化污泥各

3、組分中的空間分布特征進(jìn)行了初步探究。
　　三類化工廢水及其污泥中VOCs均主要以苯系物為主，PAHs則主要以低分子量的萘、菲等單體為主，二者污泥富集倍數(shù)可高達(dá)幾百至上千倍，危害性明顯，對(duì)于各處理工藝其ΣVOCs水相去除率均不足40％，去除效果有限，且在一定程度上促進(jìn)了部分毒性污染物如氯代烴的產(chǎn)生;低分子量PAHs水相去除率相對(duì)較高，均大于70％，而隨著環(huán)數(shù)和分子量的增加其降解難度有所提高;苯酚在煤液化廢水入水中濃度較高，雖易消減且

4、水相去除較為徹底，但其在污泥中的高度富集增加了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
　　三類化工廢水處理產(chǎn)出的污泥中，生化污泥對(duì)VOCs（尤其是苯系物）和PAHs的吸附能力強(qiáng)于無(wú)機(jī)污泥;好氧污泥吸附VOCs的能力強(qiáng)于厭氧污泥，但其吸附PAHs的能力反不及后者;混合污泥吸附PAHs的能力有所增強(qiáng)，甚至超出單純生化污泥的吸附量;污泥對(duì)苯酚的吸附僅與產(chǎn)泥工序的先后有關(guān)，而與污泥理化性質(zhì)關(guān)系不大。煤液化廢水歸趨分析中ΣVOCs的主要?dú)w趨途徑為隨水排出(60.33％

5、)，揮發(fā)和生物降解貢獻(xiàn)率不足17％，污泥吸附雖不占主導(dǎo)作用(22.95％)，但歸趨貢獻(xiàn)率遠(yuǎn)高于早前報(bào)道;Σ16PAHs的主要?dú)w趨途徑為污泥吸附(51.90％)，其次為隨水排出(22.17％)和化學(xué)氧化降解(17.41％);苯酚主要為化學(xué)氧化降解(95.31％)，其次為揮發(fā)及生物降解(4.59％)，出水和污泥吸附所占比例雖小，但進(jìn)水苯酚總量巨大，使苯酚在污泥中的吸附量同樣不容忽視，因此需對(duì)污泥中富集的上述有機(jī)污染物加強(qiáng)管控;Kow與各歸趨

6、途徑去除率關(guān)系方面，隨著Kow的增大，VOCs和PAHs單體的出水排放率逐漸降低，但吸附去除率逐步增大，并在logKow達(dá)到4.5時(shí)成為VOCs的主要去除途徑，而PAHs歸趨中吸附去除始終占主導(dǎo)。不同特征污染物及產(chǎn)泥工藝中泥-水相分配系數(shù)Kd差異較大，但基本表現(xiàn)為PAHs稍高于VOCs，而生化污泥則又高于無(wú)機(jī)污泥，PAHs更易從水相中進(jìn)入泥相并富集;影響水-泥相分配的因素則主要有污泥理化性質(zhì)和污染物物化特性兩種，在吸附質(zhì)一致的情況下污泥

7、的有機(jī)碳含量(Foc)及比表面積越大，其吸附能力越強(qiáng)，而在吸附劑相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，污泥更傾向于吸附辛醇-水分配系數(shù)(Kow)大的污染物。
　　三類廢水處理產(chǎn)生的生化污泥中富集的PAHs和VOCs均主要分布于胞內(nèi)，且其對(duì)VOCs的吸附更占優(yōu)勢(shì)，但單就PAHs而言，好氧污泥胞內(nèi)物對(duì)其吸附能力又稍強(qiáng)于厭氧污泥;EPS對(duì)PAHs的相對(duì)吸附量雖不占優(yōu)勢(shì)，但其在初期吸附過(guò)程中的作用不可忽視，且不同理化性質(zhì)的生化污泥中SEPS和BEPS的表現(xiàn)也不一致