A-O、A2-O和典型高級氧化技術(shù)對污水毒性削減效果研究.pdf

1、目前，污水水質(zhì)評價多以生化需氧量(BOD)、化學(xué)需氧量(COD)等傳統(tǒng)指標(biāo)作為評價標(biāo)準(zhǔn)。這些指標(biāo)能夠有效地評估水中難以生化分解的有機化合物含量。然而傳統(tǒng)的水質(zhì)評價指標(biāo)無法對污水的生態(tài)風(fēng)險進(jìn)行全面的評估。生物毒性測試技術(shù)恰好能彌補傳統(tǒng)評價指標(biāo)的不足，為環(huán)境質(zhì)量退化提供早期預(yù)警。此外，隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展和生產(chǎn)規(guī)模的擴大，越來越多的新型有毒物質(zhì)被排放到水體中，傳統(tǒng)的水處理技術(shù)對這些污染物的處理能力有限，尤其是對污水生物毒性的削減能力不

2、足。因此，評估污水生態(tài)風(fēng)險以及研發(fā)高效的毒性減排技術(shù)，對保護(hù)水環(huán)境安全具有重要意義。
　　本研究旨在利用基于斑馬魚的生物毒性測試技術(shù)評價了A/O和A2/O工藝對污水急性毒性和遺傳毒性的削減效果，同時研究了高級氧化技術(shù)對印染污水毒性的減排能力，為完善水質(zhì)生物監(jiān)測指標(biāo)以及開發(fā)污水毒性減排工藝提供理論依據(jù)。本論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)采用斑馬魚評價了A/O工藝對市政污水的急性毒性和遺傳毒性的削減效果。選取三個應(yīng)用A/O工

3、藝并且運行條件相似的市政污水廠(A，B，C)進(jìn)行考察，其缺氧段與好氧段的水力停留時間分別約為2.5 h和5h。原水COD為104-147 mg/L，經(jīng)過A/O工藝處理后，出水COD下降至23.0-49.8 mg/L，均達(dá)到我國《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A的排放標(biāo)準(zhǔn)。污水急性毒性評價結(jié)果顯示，A，B，C三廠原水對斑馬魚的96 h致死率分別為50％，0和25％，經(jīng)過A/O工藝處理后，出水對斑馬魚的96 h致死率均為0，表明A/O工

4、藝能去除市政污水的急性毒性。采用微核試驗和彗星試驗對所有水樣在25％稀釋濃度下的遺傳毒性進(jìn)行評價，結(jié)果顯示A廠污水處理前后微核率分別為2.7‰和5.3‰，彗星尾距分別為13.6和13.5;B廠污水處理前后微核率分別為1.5‰和3.0‰，彗星尾距分別為7.8和7.2;C廠污水處理前后微核率分別為2.0‰和3.0‰，彗星尾距分別為6.9和6.1。結(jié)果表明A/O工藝處理后的出水對斑馬魚的遺傳毒性沒有降低，可見A/O工藝處理后的市政污水雖然符合

5、排放標(biāo)準(zhǔn)，但對水生生物具有潛在的遺傳毒性風(fēng)險。
　　(2)采用斑馬魚評價了某市政污水處理廠應(yīng)用A2/O工藝對污水急性毒性和遺傳毒性的削減效果。該廠厭氧段，缺氧段和好氧段的水力停留時間分別約為1h，1h和5h。原水COD為177 mg/L，經(jīng)過A2/O工藝處理后，出水COD下降至18.8 mg/L，達(dá)到我國《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A的排放標(biāo)準(zhǔn)。生物毒性分析結(jié)果顯示，入水對斑馬魚的96 h致死率為55％，經(jīng)過A2/O工藝的

6、處理后，斑馬魚的96h致死率下降到0，急性毒性被完全去除。采用微核試驗和彗星試驗對所有水樣在25％稀釋濃度下的遺傳毒性進(jìn)行分析，結(jié)果顯示污水的微核率和彗星尾距分別由6.0‰和14.4變?yōu)?.3‰和13.3，出水與原水相比無顯著性差異。說明A2/O工藝能完全去除市政污水對斑馬魚的急性毒性，但無法降低其遺傳毒性。
　　(3)考察了Fenton-絮凝工藝對實際印染廢水COD以及對斑馬魚的急性毒性和遺傳毒性的削減效果。實際印染廢水二級出水

7、初始COD為96.1 mg/L，當(dāng)pH=3，F(xiàn)e2+濃度為0.36 mM，F(xiàn)enton試劑比率為12∶1時，反應(yīng)4h后出水的COD下降至33.6 mg/L。生物毒性測試結(jié)果顯示，印染廢水對斑馬魚的96 h致死率由17％下降至0，急性毒性去除率為100％。微核試驗和彗星試驗對水樣在75％的稀釋濃度下的遺傳毒性進(jìn)行分析結(jié)果顯示處理后微核率和彗星尾距分別由4.5‰和7.4下降至1.8‰和2.0，出水與空白對照組相比，無顯著性差異，說明Fent

8、on-絮凝工藝能降低實際印染廢水二級出水的急性毒性和遺傳毒性。
　　(4)采用浸漬法制備了催化劑MCM-Mn，其中MCM-41(Mobil Composition of MatterNo.41)為載體，Mn為活性組分，并考察了MCM-Mn催化臭氧氧化技術(shù)對實際印染出水的礦化能力及急性毒性和遺傳毒性的削減效果。催化劑MCM-Mn能明顯提高臭氧對印染廢水的處理效果。當(dāng)臭氧劑量為300 mg/h·L，催化劑劑量為1g/L，反應(yīng)2h后，出

9、水COD和TOC分別由82.4 mg/L和37.3 mg/L降至23.4 mg/L和17.3 mg/L。生物毒性測試結(jié)果顯示，原水對斑馬魚的96 h致死率為77％，對發(fā)光菌的發(fā)光抑制率為21.9％。經(jīng)過MCM-Mn催化臭氧氧化技術(shù)處理后印染廢水對斑馬魚的96 h致死率下降至0，對發(fā)光菌的發(fā)光抑制率下降至12.6％。微核試驗和彗星試驗對水樣在75％的稀釋濃度下遺傳毒性的分析結(jié)果顯示印染廢水的微核率和彗星尾距分別由6.3‰和14.4下降至3