丙烯酸生产废水生物处理毒性物质识别研究

发布时间：2017-08-31 06:23

  本文关键词：丙烯酸生产废水生物处理毒性物质识别研究

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【摘要】：丙烯酸生产废水成分复杂、有毒有机物浓度高,对人体健康和生态安全具有潜在危害。随着近年来丙烯酸需求量的不断升高,其生产规模不断扩大,丙烯酸废水已成为石化废水生物处理毒性的重要来源,对污水处理厂生物处理单元的运行造成严重危害。本研究分别采用活性污泥耗氧速率抑制试验、脱氢酶活性抑制试验、发光细菌急性毒性试验和活性污泥生长抑制效应试验评价丙烯酸废水的生物处理毒性,其中活性污泥耗氧速率抑制试验结果表明,丙烯酸废水对总耗氧速率、异养菌耗氧速率和硝化细菌耗氧速率的EC50分别为2.19%、2.58%、0.86%,该方法敏感性适中、受试生物合理、操作简洁高效,在本研究范围内最适合丙烯酸废水的生物处理毒性评价。本研究结合生物处理毒性评价和废水组分分析结果识别丙烯酸废水中的特征毒性物质。考虑到混合废水中不同物质毒性之间的复杂关系,研究中特别通过删除试验对丙烯酸废水中不同污染物的生物处理毒性进行筛查,并通过u检验验证其毒性效应的显著性。结果表明,丙烯酸、甲醛、丙烯醛、2,3-二氢呋喃、靛蓝、苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、正丁醇、甲苯、乙酸丁酯等11种物质是丙烯酸废水中的特征毒性物质。研究发现,各特征毒性物质对硝化细菌的抑制效应尤为显著,表明将丙烯酸废水排入含脱氮工艺的污水处理厂之前进行预处理的必要性。为进一步识别丙烯酸废水中的关键毒性物质,本研究以毒性单位TU与贡献度Q为指标,分析了11种特征毒性物质的生物处理毒性贡献。其中,甲醛和丙烯酸的毒性贡献度占全部特征毒性物质的86%以上,是导致该废水生物处理毒性的关键物质;因此,丙烯酸废水的预处理过程中需要对这两种关键物质的去除效果予以重点关注。由于毒性物质间的联合效应对混合废水的综合毒性具有重要影响。本研究在活性污泥耗氧速率抑制试验和发光细菌急性毒性试验的基础上,分别利用毒性单位法、相加指数法、混合毒性指数法和相似性参数法,对甲醛和丙烯酸的联合毒性效应进行评价。不同毒性试验方法和联合效应评价方法结果均表明,两者之间的联合毒性效应类型为协同作用,说明对各种单一物质的监测可能会导致对该废水综合毒性的低估。研究结果对丙烯酸废水预处理工艺的设计和评价提供了重要的理论指导。
【关键词】：丙烯酸生产废水 活性污泥耗氧速率 删除试验 特征毒性物质 联合毒性效应
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X783
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 研究背景9
• 1.2 废水生物处理毒性研究现状9-12
• 1.2.1 废水生物处理毒性评价方法9-11
• 1.2.2 废水中毒性物质识别方法11-12
• 1.3 丙烯酸废水及其污染特征12
• 1.4 研究目的与内容12-14
• 1.4.1 研究意义12-13
• 1.4.2 研究目的13
• 1.4.3 研究内容13-14
• 2 丙烯酸废水生物处理毒性解析14-27
• 2.1 材料和方法14-18
• 2.1.1 丙烯酸废水采集、保存及水质参数测定14
• 2.1.2 活性污泥耗氧速率抑制试验14-16
• 2.1.3 脱氢酶活性抑制试验16-17
• 2.1.4 发光细菌急性毒性试验17-18
• 2.1.5 活性污泥生长抑制效应试验18
• 2.2 不同方法评价丙烯酸废水生物处理毒性18-23
• 2.2.1 活性污泥耗氧速率抑制试验18-20
• 2.2.2 脱氢酶活性抑制试验20-21
• 2.2.3 发光细菌急性毒性试验21-23
• 2.2.4 活性污泥生长抑制效应试验23
• 2.3 丙烯酸废水生物处理毒性评价方法对比23-26
• 2.3.1 各评价方法敏感性对比24
• 2.3.2 各评价方法中受试生物的敏感性对比24-25
• 2.3.3 各评价方法操作性对比25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 丙烯酸废水中具有生物处理毒性的特征污染物识别27-59
• 3.1 材料与方法27-31
• 3.1.1 丙烯酸废水储备液配置27-29
• 3.1.2 删除试验29-31
• 3.1.3 毒性物质贡献度评价方法31
• 3.2 疑似特征毒性物质筛查31-56
• 3.2.1 丙烯酸废水中不同成分生物处理毒性评价31-55
• 3.2.2 毒性效应显著性差异分析55-56
• 3.3 特征毒性物质毒性贡献度分析56-57
• 3.4 丙烯酸废水生物处理毒性物质识别验证57-58
• 3.5 本章小结58-59
• 4 丙烯酸废水中典型生物处理毒性物质的联合效应分析59-64
• 4.1 毒性物质联合效应评价方法59-60
• 4.2 丙烯酸废水中典型生物处理毒性物质的联合效应60-63
• 4.2.1 活性污泥耗氧速率抑制试验61
• 4.2.2 发光细菌急性毒性试验61-63
• 4.3 本章小结63-64
• 结论64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-70
• 攻读学位期间的研究成果70

【参考文献】

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本文编号：763963