污水处理厂中二苯胺类抗氧剂的浓度残留及去除规律研究

发布时间：2020-09-28 14:43

　　 取代二苯胺类抗氧剂(Substituted diphenylamine antioxidants,SDPAs)是一类广泛应用于橡胶、塑料和高温功能液体(润滑油、齿轮油、液压油)等领域用以延缓聚合物氧化的化合物。SDPAs满足持久性有机物分类标准、其在环境中具有生物富集效应和水生生物遗传毒性等条件,对人体健康及环境具有潜在危害。污水厂做为汇集大量污水的场所,是污染物流入环境中的重要点源,而目前对与SDPAs在污水处理系统中的归趋研究较少,故有必要对SDPAs在污水处理系统中的浓度残留和去除特征进行研究。本文选取东北地区10个污水厂为研究对象,通过优化后的预处理方法和仪器检测方法,对SDPAs在不同污水处理工艺中的污染特征和去除规律进行深入研究。通过对10座污水厂两个季节进出水及污泥中SDPAs的浓度检测,10种目标物质均有检出,10种目标物在进水中平均浓度范围为0.44~98.27 ng/L,在出水中平均浓度范围为0.02~8.48 ng/L,∑SDPAs在进水、出水中的平均浓度分别为237.9ng/L和13.00 ng/L;十个污水厂在污泥中SDPAs的检出率为100%,∑SDPAs浓度范围为114.7~1034 ng/g(干重),平均浓度为333.6 ng/g(干重),C8/C8-DPA、C4/C8-DPA与C8-DPA为污水及污泥中浓度最高的几种物质;与加拿大地区相比,我国污水厂中SDPAs的含量略低但属于同一数量级;季节变化对SDPAs在污水和污泥中的浓度残留并无太大影响。10个污水处理厂对∑SDPAs的去除效率范围在69.2%~99.9%,其中去除效果最好的物质为S-DPA1和DS-DPA3,十个污水厂对其平均去除效率分别为96.99%和97.34%,与国外相比略低于加拿大污水厂的去除效率;四种工艺类型中,A~2/O工艺对SDPAs去除效果最好,平均去除率为96.88%,基本可以实现对目标物的去除,SBR工艺去除效果最差,平均去除率为87.14%,还有待改进;C8/C8-DPA为流入环境水体中浓度最高的物质,应优先控制。通过对两座A/O工艺污水厂各处理单元水相、颗粒相和污泥中SDPAs的检测,分析SDPAs在各介质间的浓度分配、各工艺段去除效率及流入环境中的质量负荷;SDPAs在A/O工艺各处里单元的各介质中均有检出,10种目标物检出率为96%,SDPAs在水相、颗粒相和污泥中平均浓度分别为51.90 ng/L、37.22 ng/L和345.1 ng/g(干重);10种目标物在A/O工艺的总去除效率为90.01%,表明了A/O工艺对取代二苯胺类物质的良好去除效果,其中A/O段及二沉池为主要工艺段;在水相与颗粒相中,SDPAs在水相中平均分配比例为58.55%,略高于其在颗粒相中的分配,而污泥中SDPAs浓度极高,表明目标物的去除可能与混凝/絮凝或污泥吸附有关;经计算后,两污水厂每年像受纳水体中排放的SDPAs质量分别为每年0.75 kg和1.95 kg,对受纳水体有一定影响。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X703
【部分图文】：

性、抗氧化、耐天然老化等性能，其在高分子材料的制备中也广泛使用代二苯胺类抗氧剂的物理化学性质二苯胺类抗氧剂广泛应用于工业生产中，以抑制或延缓材料氧化和变稳定性、生物降解率低，低水溶性和低沸点性等特点。取代二苯胺胺类合成，其底物浓度的不同决定着其合成程度[15]。合成底物中的，CAS：122-39-4）是该类所有化合物中共同的合成原料 (如图 1-1)。SD性和高度的稳定性，同时对生命体的心血管系统、神经系统具有较毒性与苯类化合物类似[16]。本文选取 10 种 SDPAs 进行研究，包括化-N-苯基苯胺 (BNS， CAS：68442-68-2，包括 3 种苯乙烯胺（S-D 2 种二苯乙烯二苯胺（DS-DPA）同分异构体)和 5 种 2,4,4-三甲基又名抗氧剂 5057，CAS：68411-46-1，包括叔丁基/叔辛基二-DPA）、叔丁基-二苯胺（C4-DPA）、叔辛基二苯胺（C8-DPA）、苯胺（C4/C4-DPA）、二异辛基二苯胺（C8/C8-DPA），其物理化学 所示。

技术路线图

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文（3）活性泥样采集：采集东北地区污水厂夏季和冬季二沉池活性污泥，用预先清洗干净的 4L 棕色采样瓶采集泥水混合物，静置后抽去上层澄清液，离心基层泥水混合液，用不锈钢勺将含水率 85%的活性污泥样品盛装于预先用二氯甲烷和甲醇清洗的铝盒中，放入-20°C 冰箱保存。同时采集平行样和场地空白。

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本文编号：2828915