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        江苏铭盛环境

        城镇污水处理厂尾水消毒处理技术

        文章出处:未知发表时间:2021-12-17 16:49:36


         

        图片1 

         

          作为再生水源的城镇污水处理厂二级出水,可以有效地缓解水资源缺乏的现象,但它含有大量的病原微生物和微量的有毒有害污染物,因而,再生水源的水质平安问题成为人们普遍关注的重点。

         

          传统氯消毒在消毒过程中生成消毒副产物(DB-Ps),这类物质会产生致癌、致畸、致突变等危害,近年来对含碳的消毒副产物研讨比拟多,如卤代乙酸、三卤甲烷等方面。在工业污水处范围中研讨没有得到注重,如卤乙睛和三卤甲烷类消毒副产物。

         

          本文立足于城镇污水厂,以三卤甲烷(THMs)等消毒副产物为研讨对象,研讨消毒方式、消毒剂量与消毒副产物生成的响应关系。

         

          一、实验局部

         

          1.1 试剂与仪器

         

          甲基叔丁基瞇(MTBE)、二氯甲烷均为色谱纯,无水硫酸钠、硫酸、氢氧化钠均为剖析纯。

         

          Agilent7890A气相色谱-电子捕获检测器(GC/ECD)Agilent7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)TekmarkAQUATEK70Autosampler型吹扫捕集器。

         

          1.2 实验办法

         

          对采集的水样实行GC-MS检测,剖析其中的含氯消毒副产物。

         

          1.2.1 样品保管-20℃冷冻保管。

         

          1.2.2 处理

         

          采用醋酸纤维滤膜(0.45μm)过滤,去除水样中的悬浮物。

         

          1.2.3 -液萃取

         

          参照美国环保局(EPA)对工业废水的取样和剖析步骤。量取30mL水样置于40mL带聚四氟乙烯衬垫的螺纹口样品瓶中,参加6g无水乙酸钠,精确移取3mL的萃取剂(MTBE,二氯甲烷)溶液,振荡萃取一定时间后,静置分层,取上层有机液1mL于样品瓶中用于剖析。

         

          1.2.4 气相色谱条件

         

          GC柱选用弱极性的DB-5型毛细管柱(交联5%苯甲基聚硅氧烷),长度x膜厚x内径=30mx0.25mmx0.25μm,载气He:载气流速0.7 mL /nin,不分流进样,传输管温度134℃,柱温40℃(5min)10℃/min270℃(1min),进样量1μL。质谱条件:电离方式-El,电子能量为70eV,离子源温度为200℃,电子倍增器电压为1050V,全扫描方式,扫描速度为500u/s,扫描范围为35-400u

         

          1.2.5 吹扫-捕集

         

          吹扫流量40mL/min,室温吹扫5min,干吹时间2min270℃脱附3min250电烘烤5min,传输线温度110进样口200℃,不分流进样,色谱柱DB-VRX升温程序:35℃(5℃/min1)→ 100℃(10℃/min) →220℃

         

          二、结果与讨论

         

         

          2.1 消毒方式抵消毒副产物生成的影响本研讨调研了7座城镇污水处理厂,如图1所示分别标注为ABCDEFG厂,不同污水处理厂采用的污水处理工艺以及消毒工艺见表1

         

        图片66 

          2.1.1 有机物成分

         

          不同污水处理厂采用的消毒工艺不尽相同。图2为不同污水处理厂消毒前后出水的主要成分。

         

        图片67 

          由图2可知,主要的消毒副产物包括:2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、正己烷、甲基环戊烷、环己烷、乙苯、224-三甲基戊烷、12-二氯丙烷、二氯甲烷、三氯甲烷、三漠甲烷、一漠二氯甲烷、一氯二漠甲烷、四氯乙烯、尿素、二硫化碳。消毒前后有机物的成分有较为明显的变化,消毒工艺能够从一定水平上削减有机物成分以及含量,但消毒工艺也会衍生出某些消毒副产物。

         

          2.1.2 不同条件下的消毒效能剖析

         

          2.1.2.1 CIO2NaClO消毒效能剖析

         

          由图2可知,采用NaClO消毒的B厂,经过NaClO消毒后,消毒前出水中的2-甲基戊烷、3-甲基戊烷明显减少,分别由之前的20.42%10.18%降低到2.42%1.45%,而乙苯也由47.41%降低到31.42%,降低了15.99%。而采用ClO2消毒的C厂,经过ClO2消毒之后,二硫化碳由消毒前的57.13%降落到38.12%,降低了19.01%224-三甲基戊烷由32.65%降落到7.62%,降落了25.03%,尿素由消毒前的6.53%增加至31.19%,上升了24.66%。采用“NaClO+紫外消毒工艺的E厂,经过结合工艺消毒之后,尿素以及二硫化碳分别由先前的5.94%74.20%降落到1.87%46.75%,降低了4.07%27.45%,同样采用该工艺的F厂,消毒后尾水中尿素以及二硫化碳占比含量有所降低,且224-三甲基戊烷在消毒后并未检测到。由此也能够从一定水平上阐明紫外消毒可以进一步强化消毒效果,削减有机污染物,且结合消毒工艺效果较单一的消毒工艺好。

         

          2.1.2.2 典型消毒副产物的剖析比拟

         

          CIO2是一种高效的消毒剂,对细胞壁具有较好的透过性能以及吸附性能,对含疏基的酶有氧化作用,能够与色氨酸、半胱氨酸以及游离脂肪酸实行反响,可以疾速的控制生物蛋白质的生成,进步膜的浸透性,转换病毒的衣壳蛋白,使病毒灭活而紫外线消毒皿则是充沛应用了紫外线的物理特征,起到杀菌作用的是C波段紫(UV-C)。在用紫外线映照细菌细胞后,DNA吸收波长254nm的紫外线,细胞中相邻的胸腺囉陀互相缠绕,新产生的二聚体阻断了DNA遗传密码在RNA链上的复制,RNA作为信使,它的功用是将DNA代码传送到细胞的不同局部。RNA传送功用丧失,招致细胞功用降落至死亡,从而到达灭菌目的。当运用NaClO消毒时,NaClO在水溶液中离解成HClO和,其中HClO起主要杀菌作用。NaClO消毒能够去除一定的有机污染物,同时,NaClO消毒可降低污水处理厂二级出水中按基、轻基、竣基、脂类等芳香环的取代度,降低三卤甲烷的生成潜力,从而降低了三卤甲烷消毒副产品的生成可能。图3为不同污水处理厂消毒前后消毒副产物CHCl3CH2Cl2成分的详细含量。

         

        图片68 

          由图3可知,经过CIO2、紫外以及NaClO消毒之后,典型含氯有机物的含量呈现上升的趋向,C厂的CHCl3增加了0.514μg/LCH2Cl2增加了0.028μg /LD厂的CHCl3增加了0.984μg /LCH2 Cl2增加了0.049μg /LE厂污水厂的CH Cl3增加了2.354μg /LCH2Cl2增加了0.011μg /LF厂污水处理厂的CH2Cl2增加了0.006μg /LG厂污水厂的CHCl3增加了0.426μg /LCH2Cl2增加了0.051μg /L。研讨其机理可知,游离氯在水中水解构成HOCl,消毒副产物由HOCl与水中的溶解性有机物发作反响生成。liu等提出,HOCl具有较高的氧化才能,能够经过一系列阶段将有机物转化为不同的中间产物,经过亲点取代促进THMs的构成。

         

          2.2 消毒条件抵消壽副产物的影响

         

          投加NaClO是目前城镇污水厂最主要的消毒方式,且该办法从经济性、平安性上有较大优势。为了进一步调查NaClO投加浓度抵消毒副产物产生量的影响,探求不同NaClO投加量的消毒效果及其抵消毒副产物的影响,结果见表2。水样采自G厂,反响接触时间统一为30min

         

        图片69 

          由表2可知,投加不同浓度的NaClO,含氯有机物CHCl3>CHBr Cl2CH2Cl2CCl4>CHBrClNO2C5HnCl的含量不同。CHCl3在各水样中占比最大,最低占比为60.07%,最高占比可达85.82%CHBrCl2随着NaClO投加量的减少而减少,NaClO的投加量由17.5mg/L增至30mg/L时,CHCl3的生成质变化不大,而CHqC—的生成量随着NaClO投加量的增加呈现上升的趋向。剖析缘由,可能是由于随着消毒剂量的增加,出水中复原性有机物逐步耗费,NaClO和复原性有机物构成的消毒副产物上升迟缓。同样地,研讨标明,在氯化过程中,水中的有机物质与氯反响构成不同类型的消毒副产物,随着氯剂量和接触时间的增加,水体中消毒副产物构成潜能和毒性构成潜力偶然增加,因而为了控制过量的毒性构成,需求相对低的氯剂量和短的接触时间。

         

          为了进一步研讨NaClO消毒剂的投加剂量抵消毒副产物的影响,对数据实行相关性剖析,发现NaClO浓度与CHCl3浓度线性拟合后的pearson相关系数为0.91,为极强相关,NaClO浓度与CH2Cl2浓度线性拟合后的pearson相关系数为0.75,为强相关。因而,NaClOCHCl3的影响较CH2Cl2大。缘由剖析可知,可能是低浓度的NaClO在杀灭细菌中起着重要作用,随着NaClO投加量的增加,NaClO与污水中大量有机污染物发作氯化卤代反响,所以消毒副产物是随NaClO的投加量的进步而增加。Zhai等指出,CHCl3CH2Cl2是消毒副产物的主要物种,而这些消毒副产物的构成与水体中的有机物亲密相关,且与氯化量与消毒副产物含量呈正相关的趋向。

         

          结果标明,随着NaClO投加量的降低,可有效减少消毒后含氯有机物CHCl3CH2Cl2含量,特别是消毒副产物三氯甲烷(呈线性降落),因而,在保证水质达标的前提下,尽量减少NaClO的投加量,可有效控制尾水消毒副产物(CHCl3)含量。

         

          三、结论

         

          (1)不同消毒工艺,尾水消毒副产物占比不同,且经过消毒工艺,呈现了四氯乙烯、一漠二氯甲烷、三漠甲烷、一氯二漠甲烷以及三氯甲烷等消毒副产物,典型含氯有机物CHCI3CH2Cl2含量增加。

         

          (2)NaClO的消毒剂量抵消毒副产物有一定的影响,NaClO的浓度越大,CHCI3CH2Cl2的浓度越大,NaClO浓度与CHCl3浓度线性拟合后的pearson相关系数为0.91,为极强相关,NaClO浓度与CH2Cl2浓度线性拟合后的pearson相关系数为0.75,为强相关,故NaClOCHCl3的影响较CH2Cl2大。

         


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