二級處理出水中DOM在粉煤灰改性SAT系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化.pdf

1、水資源嚴(yán)重短缺已成為制約我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要因素，污水回用已成為必然。二級處理出水的土壤含水層處理(SAT)技術(shù)作為污水回用的重要途徑，因?qū)ξ⑸?、氨氮和有機(jī)物的去除效果較好，具有低投資、低能耗、運(yùn)行簡單等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。溶解性有機(jī)物(DOM)由于是加氯消毒過程中具有致癌致畸變性的消毒副產(chǎn)物的最主要前體物而在污水回用中被廣泛研究。
　　傳統(tǒng)SAT可以有效去除進(jìn)水中的污染物，但是由于土壤的吸附作用較弱，出水的芳香性和三鹵甲烷生成

2、活性有所增加。本課題將粉煤灰這一固體廢棄物作為填充物加入到模擬傳統(tǒng)SAT系統(tǒng)的土壤柱中，利用其較強(qiáng)的吸附性能，進(jìn)一步提高SAT系統(tǒng)對DOM的去除效率。實(shí)驗(yàn)中使用非離子吸附作用將二級水DOM分級為疏水性有機(jī)酸(HPO-A)、疏水性有機(jī)中性物質(zhì)(HPO-N)、過渡親水性有機(jī)酸(TPI-A)、過渡性親水性中性物質(zhì)(TPI-N)和親水性有機(jī)物(HPI)。通過分析二級水、粉煤灰改性 SAT系統(tǒng)各土壤柱出水及粉煤灰吸附前后溶液中的DOM及其分級組分

3、的DOC、UV-254、SUVA、三氯甲烷生成勢(THMFP)及三氯甲烷生成活性(STHMFP)等水質(zhì)參數(shù)，研究 DOM在粉煤灰改性 SAT系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、粉煤灰對 DOM的吸附特性。課題最后對各土壤柱出水的再生回用進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。
　　分析粉煤灰改性SAT系統(tǒng)各土壤柱出水中DOM及其分級組分的性質(zhì)可知，出水 DOC、芳香性及 THMs前體物含量均明顯低于傳統(tǒng) SAT系統(tǒng)，表明粉煤灰增強(qiáng)了土壤柱對DOM的吸附作用(特別是疏

4、水性物質(zhì))，但它會影響親水及過渡性親水性物質(zhì)的生物降解作用。系統(tǒng)中上部0.25m土壤層下部土壤與大體積粉煤灰混合物這一填充方式的土壤柱(SFA4)對 DOM的去除效率最高，說明通過土壤生物降解與粉煤灰吸附的聯(lián)合作用，可進(jìn)一步提高對 DOM的DOC及THMs前體物質(zhì)的去除效率。
　　分析粉煤灰對腐殖酸的吸附反應(yīng)的動力學(xué)和熱力學(xué)，表明反應(yīng)滿足準(zhǔn)二級反應(yīng)動力學(xué)方程，是一個(gè)吸熱的自發(fā)過程，且過程中伴有熵增加。而粉煤灰投加量、含碳量與粒徑以

5、及反應(yīng)pH、溫度都會影響粉煤灰對DOM的吸附作用：大投加量、堿性條件可增大粉煤灰對 DOM的吸附量，但溫度的影響有限；粉煤灰對DOM的吸附作用隨著未燃燼碳含量的增加、粒徑的減小而增大。
　　回用水對人體健康的影響是人們普遍關(guān)心的焦點(diǎn)之一，課題最后從污水飲用回用和非飲用回用兩方面對粉煤灰改性 SAT系統(tǒng)各土壤柱出水進(jìn)行健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)。結(jié)果表明出水的消毒副產(chǎn)物致癌風(fēng)險(xiǎn)、化學(xué)致癌風(fēng)險(xiǎn)及化學(xué)非致癌風(fēng)險(xiǎn)值均小于對應(yīng)的最大可接受年風(fēng)險(xiǎn)水平，同時(shí)