DON 是城市污水廠出水總氮的重要組成部分,約占40%~85%.同時,DON 在污水處理工藝中卻很難被去除[1].據報道,污水處理廠出水中DON 濃度可達0.5~3.0mg/L.城市污水處理廠出水普遍要加氯消毒,污水中DON類化合物在氯化消毒過程中會形成含含氮消毒副產物(N-DBPs),包括鹵化硝基甲烷(HNMs)、鹵化乙腈(HANs)、鹵代乙酰胺(HAcAms)和非鹵代的亞硝胺類.城市污水處理廠出水經消毒處理后排入河流或湖泊,出水中DON 還具有一定量的可生物降解或可生物利用部分,其可以成為微生物和藻類同化潛在的營養物質.排入河流或湖泊中DON的釋放可能對水質產生不利影響,刺激受納水體中藻類和細菌的生長,提高地表水的富營養化的潛能.因此,城市污水處理廠出水中DON可能影響受納水體的水質安全性和富營養化.楊岸明等等研究臭氧氧化對城市污水廠二級出水中有機物的可生化性、去除率以及性質影響變化;劉冰等等用活性炭吸附微污染原水中DON 時,約60%DON被去除;丁春生等用改性活性炭吸附飲用水中三氯硝基甲烷;張彭義等開展臭氧/活性炭協同作用處理有機物的研究.

 

      本文以城市污水處理廠二級出水為研究對象,在調查污水中DON、DOC、NH4+-N 和pH值等濃度水平的基礎上,探討臭氧氧化、活性炭吸附以及臭氧/活性炭協同作用對二級出水中DON 的去除機制,同時結合分子量切割、XAD-8、XAD-4 樹脂親疏水性分析和三維熒光光譜分析手段,對反應前后水中DON 組成和化學結構特征進行了分析,以期為城市污水處理廠二級出水中DON 的控制研究提供依據和參考.

 

結論

1.在臭氧氧化試驗中,隨著臭氧投加量的增加(0~8mg/L),DON 的去除率也呈增加趨勢,反應時間在0~4min 內DON 去除效率最高;當臭氧投加量最大時(8mg/L),DON 的去除率大約為33.9%左右.

2.在活性炭吸附試驗中,隨著活性炭投加量增加(0~2.0g/L),DON去除率呈上升趨勢,DON的去除率大約為43.4%左右.但吸附時間在0~20min 內時DON 去除率最快;吸附時間從20~120min 時DON 去除率趨于穩定.

3.在臭氧氧化和活性炭吸附組合試驗中,DON 的去除率最大可達 83.3%;臭氧投加量固定(6.0mg/L),隨活性炭投加量增加(從0.25g/L增加到2.0g/L),協同因子從1.15到1.09,表明此時臭氧/活性炭體系中存在著明顯的協同效應;當活性炭投加量固定(1.0g/L),臭氧投加量為2,4,6mg/L,協同因子分別為1.12、1.07 和1.10,臭氧/活性炭體系中也存在著一定程度的協同效應,臭氧投加量為8mg/L時,協同因子為0.97,系統無明顯協同作用.

4.臭氧氧化提高小分子量(<6kDa)DON 所占比例和降低大分子量(>20kDa)的DON所占比例;活性炭吸附降低小分子量(<6kDa)DON 所占比例,提高大分子量(>20kDa)DON 所占比例為;臭氧氧化和活性炭吸附都提高親水性DON所占比例,而降低疏水性和過渡性DON 所占比例.

5.通過三維熒光光譜證實,二級出水處理前后DON組分的變化與3個主要峰代表的有機物有關,代表物質分別為色氨酸類蛋白質、芳香族類蛋白質和富里酸類物質.

摘自：劉 冰,古 勵,余國忠,翟慧敏,趙承美

(1.信陽師范學院城市與環境科學學院,河南 信陽 464000；2.重慶大學城市建設與環境工程學院,重慶 400044)