污水处理系统中防腐杀菌剂的归趋研究及模型模拟

发布时间：2020-04-14 03:22

【摘要】：防腐杀菌剂(Antiseptics)是日化用品中常用的添加剂,主要是为了杀灭微生物,防止物品腐败、影响使用性能或品质。常用的防腐杀菌剂包括对羟基苯甲酸酯(Parabens)、三氯卡班(Triclocarbon,简称TCC)、三氯生(Triclosan,简称TCS)。有研究表明,parabens被怀疑具有雌激素活性,而TCC、TCS可能对人体肝细胞DNA产生毒性作用。污水处理系统作为处理污水的主要场所,对防腐杀菌剂的去除至关重要,然而目前对于污水处理系统中防腐杀菌剂的归趋研究寥寥无几。本文以哈尔滨市有初沉池的A/O工艺A污水厂和没有初沉池的A/O工艺B污水厂为研究对象,检测分析了不同处理工艺段及不同相中parabens、TCC、TCS的污染特征,并应用Simple Treat4.0环境多介质模型模拟预测了液相浓度、总浓度及去除途径。研究结果表明,污水处理厂不同处理工艺段及不同相中均能100%检出parabens、TCC、TCS,且进水中对羟基苯甲酸甲酯(Methylparaben,简称Me P)是最主要的parabens,TCC浓度也明显高于TCS,这种差异与它们的使用情况有关,Me P是使用量最大的防腐剂,TCC的允许浓度也明显高于TCS。Parabens绝大部分都存在于液相中,由于其辛醇-水分配系数(Octanol-water partition coefficient,简称Kow)较小,所以很难被固体所吸附;恰恰相反,TCC、TCS则具有较大的Kow值,很容易被吸附到固体。有/无初沉池的A/O工艺对parabens、TCC、TCS的去除效率均较高,不同的是parabens主要在生化处理O池阶段去除,对羟基苯甲酸甲酯、乙酯(Ethylparaben,简称Et P)、丙酯(Propylparaben,简称Pr P)的生物降解率依次降低,而TCC、TCS则主要在初沉池和剩余污泥中去除,且TCC去除率比TCS更高。Parabens的主要去除途径为生物降解,而TCC、TCS的主要去除途径为固体吸附(初沉池+剩余污泥)。且初沉池对parabens的去除基本无影响,却是TCC、TCS的主要去除途径。Simple Treat4.0模型对parabens、TCC、TCS的预测结果与实测结果大体一致,且对parabens更加接近,TCC、TCS则有一定差距。经灵敏度分析,结果发现对生物降解途径影响最大的输入参数是生物降解速率常数,对污泥吸附途径影响最大的输入参数是有机碳分配系数(Organic carbon adsorption coefficient,简称Koc)。经过对模型参数进行修正,将TCC的Koc定为316228,相应的原污水中固液分配系数(Partition coefficient in sewage,简称Kps)、活性污泥中的固液分配系数(Partition coefficient in activated sludge,简称Kpas)随之变为56921、72732;将TCS的Koc定为100000,相应的Kps、Kpas随之变为18000、23000,模型能更好地预测出实际结果。
【图文】：

初沉池 曝气池 二沉池-1 兼具初沉池和活性污泥处理工艺的污水处理厂中化学品归趋的箱式表示法（9.2 SimpleTreat 环境多介质模型的工作原理污染物在污水处理系统中所经历的一系列迁移、转化、吸附、降解等，不仅取决于化合物自身的物理化学特性，还与具体的污水处理工艺有已经给出了 SimpleTreat 环境多介质模型的结构，，在将整个传统活性污分为 9 箱时，对每一个箱式单元建立相应的质量守恒方程，将这 9 个求解，即可获得化合物在环境各介质中的含量，进而可以推导污染物水处理系统中的去除途径。通过解 9 个如下的线性方程（1-1），可以从多个质量平衡计算中得到（dCj/dt= 0）：Vj·dCjdt=-kj·Cj·Vj+∑ADVi,j·Ci+∑XCHi,j·Ci（

计算模型所需的各种输入参数，然后输出模型的预测结果析模型的预测结果，了解没有初沉池的 A/O 工艺及有初沉池的 A的 parabens、TCC、TCS 的污染特征与多介质分配特征。3）利用实测数据结果，对比模型预测结果，找出模型不足，优化完成模型对没有初沉池的 A/O 工艺及有初沉池的 A/O 工艺中ens、TCC、TCS 的污染特征与多介质分配特征的预测之后，接下来结果是否准确可靠进行相关的验证工作，所以利用检测等实验手数据是必不可少的。通过对比实测结果与预测结果间的差异，找优化参数，是本研究中的重要步骤。4）利用校正后的模型预测相近工艺的相近污染物污染特征在完成模型参数的优化工作之后，紧接着就可以利用经过参数优模型，指导预测相近工艺中的相近污染物特征，从而不需要通过定，就可以得到准确可靠的模型模拟结果。 技术路线关本课题研究实验技术路线图见图 1-2.
【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】：2018
【分类号】：X703

【参考文献】

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本文编号：2626809