內(nèi)分泌干擾物4-t-辛基酚的生物去除及機理研究.pdf

1、烷基酚類物質(zhì)(APs)作為內(nèi)分泌干擾物(EDCs)中的一種，已經(jīng)在環(huán)境領(lǐng)域引起了普遍關(guān)注，烷基酚類物質(zhì)中毒性最大、污染范圍最為廣的為壬基酚(NP)和辛基酚(OP)。本文首先以上海安亭污水處理廠的進(jìn)水為代表，研究了上海典型生活污水中EDCs的種類，并分析了化學(xué)生物絮凝工藝(CBF)對內(nèi)分泌干擾物的去除效果。在進(jìn)水中共發(fā)現(xiàn)8種內(nèi)分泌干擾物，主要包括以4-t-OP(簡稱OP)為代表的烷基酚類和鄰苯二甲酸酯類。CBF工藝對所有檢測到

2、的內(nèi)分泌干擾物均有一定去除效果，烷基酚類較高，去除率在60％～99％之間；對于酯類物質(zhì)的去除率略低，約為30％～34％。CBF工藝反應(yīng)器中EDCs的去除過程可能主要包括生物吸附與化學(xué)絮凝作用。根據(jù)以上研究結(jié)果，選擇OP作為研究的目標(biāo)污染物?？紤]到現(xiàn)階段我國城市污水處理主要使用活性污泥工藝，而城市污水處理廠是EDCs進(jìn)入環(huán)境的一個重要途徑，因此，本文主要研究了活性污泥對OP的去除特性，包括活性污泥對OP的吸附和降解特性以及好

3、氧、缺氧、好氧-缺氧SBR活性污泥小試工藝對OP的去除效果。結(jié)果表明，活性污泥對OP既有吸附作用也有降解作用?；钚晕勰鄬P吸附包括快速吸附與慢速吸附兩個階段，吸附過程符合一級動力學(xué)方程。隨著污泥濃度的增加，吸附速率減小，吸附平衡時間增加，達(dá)到吸附平衡時，分配系數(shù)KD與污泥濃度之間的關(guān)系可以用方程Kp＝a(SC)b描述。低溫有利于吸附，當(dāng)pH值在5.0～9.0范圍時，pH值對吸附的影響不大?；钚晕勰鄬P吸附量的大小與活性污

4、泥粒徑成負(fù)相關(guān)性，因此活性污泥對OP的吸附可能以表面吸附為主。活性污泥在好氧環(huán)境對OP的降解性能要優(yōu)于厭氧環(huán)境。隨著OP初始濃度的增加，降解速率有所降低；好氧條件下活性污泥對OP降解的最佳pH值為8.0，厭氧條件下為7.0；酵母膏的添加對OP降解的促進(jìn)作用顯著，在好氧條件下，苯酚也明顯的促進(jìn)了OP的降解?；钚晕勰嘁設(shè)P為主要碳源進(jìn)行培養(yǎng)后，優(yōu)勢菌種主要屬于γ-變形菌門。此外，在好氧條件下培養(yǎng)的活性污泥中，也發(fā)現(xiàn)相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢菌

5、種屬于厚壁菌門。通過小試裝置模擬城市污水條件下活性污泥工藝對OP的去除效果。試驗發(fā)現(xiàn)活性污泥工藝對OP的去除效果較好，OP的添加并未明顯影響反應(yīng)器對其他污染物的去除效率?；钚晕勰嘞到y(tǒng)中都存在著鐘蟲等多種原生動物，出水水質(zhì)較好。碳/氮比的減小有利于活性污泥對OP的去除；停留時間的延長，增強了OP的去除效果；在OP進(jìn)水濃度為50～150μg/L的范圍內(nèi)，隨著濃度的增加容積負(fù)荷也隨之增加。在本文研究的三種活性污泥法反應(yīng)器中，缺氧-

6、好氧SBR反應(yīng)器對OP的去除效果最佳，當(dāng)進(jìn)水濃度為150μg/L時，最高容積負(fù)荷可達(dá)到85.1μgL-1d-1，其次為好氧活性污泥反應(yīng)器，最后為缺氧活性污泥反應(yīng)器。對三種活性污泥系統(tǒng)進(jìn)行微生物群落結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)均以屬于β-變形菌門的優(yōu)勢菌種比例最高，這與普通活性污泥微生物群落結(jié)構(gòu)一致，說明OP的生物毒性沒有使活性污泥中的主要優(yōu)勢菌種產(chǎn)生顯著的改變。此外，好氧活性污泥反應(yīng)器中還發(fā)現(xiàn)了屬于γ-變形菌門和δ-變形菌門的優(yōu)勢菌種，而

7、缺氧和SBR反應(yīng)器中還發(fā)現(xiàn)了屬于γ變形菌門以及厚壁菌門的優(yōu)勢菌種。近年來好氧顆粒污泥處理系統(tǒng)得到大力開發(fā)。與活性污泥相比，顆粒污泥具有獨特的結(jié)構(gòu)特征，可為各種代謝類型的微生物提供適合的生長環(huán)境，因此本文也研究了顆粒污泥對OP的降解性能，得出的主要降解規(guī)律與活性污泥相類似。顆粒污泥在以O(shè)P為主要碳源培養(yǎng)后，生物多樣性比接種污泥明顯減小。好氧培養(yǎng)后優(yōu)勢菌種主要屬于γ-變形菌門；厭氧培養(yǎng)后優(yōu)勢菌種主要屬于厚壁菌門。本文通過分離