污水处理厂中磷系阻燃剂浓度分布及归趋研究

摘要

作为溴代阻燃剂的替代品，磷系阻燃剂被广泛地作为阻燃剂和增塑剂使用。长距离大气运输的能力以及持久性使其在在全球范围内广泛存在于各类环境介质中。污水处理厂是磷系阻燃剂的重要环境归趋，如果处理不当，也有可能成为磷系阻燃剂的污染源。国际尤其是国内对于污水处理厂中磷系阻燃剂没有系统的研究，对它的环境多介质分布归趋研究尚不完善，本文将针对磷系阻燃剂在污水厂内污水、污泥及大气中的浓度及分布情况深入探讨磷系阻燃剂在污水处理系统中的归趋并运用环境多介质逸度模型对其进行模拟和验证。
　　本课题采集哈尔滨市某污水厂不同流程处的水样，泥样和大气样品，通过回收率实验对比多种萃取和净化方法进行预处理方法的优化，最终确定液液萃取、震荡萃取和索式提取的方法分别对污水、污泥和大气样品进行预处理，用GC-MS对目标物进行检测。本课题还采用厌氧生物污泥法进行厌氧微生物对于磷系阻燃剂去除效果的实验室模拟。
　　本研究中的7种目标物在污水厂中有6种被检出，TPrP低于检出限，进水中磷系阻燃剂总量为1180ng/L，TEHP浓度最大；出水中磷系阻燃剂总量523ng/L，其中TCEP浓度最大。我国污水厂中磷系阻燃剂污染在国际上仍然处于低等水平。A/O工艺和BAF工艺对EHDP和TEHP的去除都达到了90％以上，而氯代的磷系阻燃剂在污水处理过程中基本没有得到去除。
　　厌氧污泥对磷系阻燃剂的降解效率不高，24h只有16.3%被降解。而污水厂的水力停留时间一般不超过24小时，所以污水厂中的磷系阻燃剂很难被活性污泥降解去除。厌氧污泥对TEHP和氯代的TCEP、TCPP的降解效率极低，这是由于三者结构上相似的位阻效应可能会在空间上阻碍水解酶的攻击进而延缓磷系阻燃剂的初级降解，而且 TEHP极低的水溶性和很强的吸附趋势也降低了自身的生物利用度，使其难被降解。
　　应用污水厂逸度模型对磷系阻燃剂在污水厂中的归趋进行模拟，模拟结果与实际检测数据拟合较好，通过灵敏度分析发现溶解度对整个模型的输出结果中的各个归趋途径都有显著影响。模型对污水厂各处理单元内污染物质的半衰期有一定的不确定性，而且物质在污水厂各介质间的传输系数需要根据不同污染物的理化性质进行反复校正，模型还需要进一步优化。

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第1章 绪论

1.1磷系阻燃剂概述

1.2磷系阻燃剂在环境中的污染状况

1.3环境多介质逸度模型

1.4研究目的、意义和内容

第2章 实验材料与方法

2.1实验材料和仪器

2.2城市污水处理厂样品采集

2.3样品处理与分析方法

2.4污泥模拟降解磷系阻燃剂实验方法

2.5 污水厂逸度模型模拟输入参数

2.6样品检测分析方法

2.7质量控制及质量保证

第3章 污水处理系统中磷系阻燃剂的浓度及分布特征

3.1引言

3.2磷系阻燃剂在污水中的浓度水平

3.3污水处理厂对磷系阻燃剂的去除效率研究

3.4磷系阻燃剂在污泥中的浓度水平

3.5磷系阻燃剂在大气中的浓度水平

3.6磷系阻燃剂在不同环境介质中的分布特征

3.7本章小结

第4章 厌氧污泥降解磷系阻燃剂实验室模拟研究

4.1引言

4.2厌氧反应中磷系阻燃剂浓度变化

4.3厌氧反应中磷系阻燃剂的气相分配

4.4磷系阻燃剂厌氧污泥降解效率研究

4.5本章小结

第5章 磷系阻燃剂在A/O工艺的去除途径及模型模拟

5.1引言

5.2磷系阻燃剂在A/O工艺中的环境归趋

5.3污水厂中磷系阻燃剂的归趋模拟

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及其它成果

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