污水处理厂泥区废液水质特性调查与污染物形成机制研究

摘要

本文调查了北京市5家不同规模、不同工艺的污水处理厂的污泥浓缩池、消化池、污泥脱水机产生废液的水质特性。主要研究内容包括：泥区废液中有机污染物的种类、分子量分布特征、典型内分泌干扰物的存在状况；某大型污水处理厂泥区废液主要内分泌干扰物回流负荷率分析；通过模拟污泥浓缩、脱水处理过程试验，研究分析了废液中污染物的迁移转化与形成机制。本研究可为污水处理厂泥区废液污染控制提供基础数据，对于提高污水再生水平，保障污水健康安全回用具有重要的意义。主要研究成果如下：
　　 1、污水、污泥处理工艺的不同是导致泥区废液水质差异的主要因素。当污水处理工艺设有初沉池、污泥处理设有浓缩、消化工艺时，所产生泥区废液的有机物、氮磷污染负荷均较高，比生活污水高出4～60倍。对于有机污染负荷和氮磷负荷，浓缩废液和消化废液较高，无初沉污泥的脱水滤液最低。不同污泥处理工艺产生的废液中有机污染物的种类及分子量分布有较大差异，脱水滤液和浓缩上清液中主要为富里酸和类蛋白质污染物，而消化废液中还有腐植酸；泥区废液中表观分子量＞6ku的有机物所占比例在平均在70％以上，其中消化废液的大分子有机物(表观分子量＞10ku)比例最高，为64％。对泥区废液有机污染物微观特性的研究具有新颖性。
　　 2、泥区废液中均检测到了污水中典型内分泌干扰物。其中，壬基酚聚氧乙烯醚(NPnEO)含量普遍高于壬基酚(NP)；邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的含量普遍高于邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)的含量。
　　 3、某污水处理厂内分泌干扰物输入负荷主要来自厂外来水，四类典型内分泌干扰物回流负荷率平均约为1.9％，对污水处理系统的影响较小。污水处理系统对其的去除率最高为40％，大部分通过排水和排泥的形式去除，易于造成穿透污水处理系统，增加系统出水浓度。对实际水厂的内分泌干扰物回流负荷分析具有创新性。
　　 4、污泥浓缩时间和污泥配比是影响浓缩废液污染特性的主要因素。随着污泥浓缩时间的延长，ORP降低，COD、UV254、氨氮、总磷的含量逐渐增高，分子量大于10ku的有机污染物比例逐渐增加，富里酸是主要的污染物种类；随着初沉污泥所占比例的增大，废液的污染负荷增大，表观分子量大于10ku的有机污染物所占的比例升高，有机物的种类增多，其中类蛋白和富里酸是主要污染物种类。
　　 5、污泥配比是影响污泥离心脱水滤液污染特性的主要因素。随着初沉污泥混合比例的增加，污泥含水率、ORP降低，COD、UV254、氨氮、总磷相应增加；污染物种类增多，以类蛋白和富罩酸为主；表观分子量大于10ku的有机污染物所占的比例增加，分子量小于3ku的有机污染物减小。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 城市污水处理厂泥区废液来源

1.2.2 泥区废液常规污染物特性研究现状

1.2.3 泥区废液污染控制技术现状

1.2.4 城市污水处理厂内分泌干扰物污染特性研究现状

1.2.5 污泥处理过程中污染物的迁移转化研究现状

1.3 课题研究的目的、意义及主要内容

1.3.1 研究目的和意义

1.3.2 研究内容

1.4 课题来源

第2章 污水处理厂泥区废液水质特性的分析方法

2.1 常规水质指标

2.2 溶解性有机污染物的微观特性指标分析方法

2.2.1 紫外吸光度表征有机污染物的芳香性

2.2.2 三维荧光光谱法分类测定有机污染物

2.2.3 有机物分子量分级分析

2.3 壬基酚聚氧乙烯醚的分析

2.3.1 仪器设备及消耗品

2.3.2 分析方法

2.4 壬基酚的分析

2.4.1 仪器设备及消耗品

2.4.2 分析方法

2.5 邻苯二甲酸酯的分析

2.5.1 仪器设备及消耗品

2.5.2 分析方法

第3章 泥区废液水质特性分析

3.1 样品采集

3.1.1 A污水处理厂概况与样品采集

3.1.2 B污水处理厂概况与样品采集

3.1.3 C污水处理厂概况及样品采集

3.1.4 D污水处理厂概况及水样采集

3.1.5 E污水处理厂概况

3.2 分析内容与方法

3.3 结果与讨论

3.3.1 常规指标分析结果

3.3.2 有机污染物的三维荧光分类分析结果

3.3.3 分子量分级测定结果与分析

3.3.4 环境激素的测定结果与分析

3.4 本章小结

第4章 污水处理厂典型内分泌干扰物进出负荷分布与泥区废液回流负荷分析

4.1 研究目的与方法

4.1.1 研究目的

4.1.2 样品采集

4.1.3 分析方法

4.2 结果与讨论

4.2.1 工基酚聚氧乙烯醚的分析

4.2.2 工基酚的分析

4.2.3 邻苯二甲酸脂的分析

4.3 本章小结

第5章 污泥浓缩过程中污染物的迁移转化与形成机制研究

5.1 研究目的

5.2 材料与方法

5.2.1 实验内容与方法

5.2.2 样品采集及监测项目

5.3 结果与讨论

5.3.1 浓缩上清液中ORP的变化

5.3.2 浓缩上清液中氮磷、有机物的变化

5.3.3 浓缩上清液中污染物分子量的变化

5.3.4 浓缩上清液中污染物三维荧光光谱特性变化

5.4 本章小结

第6章 污泥离心脱水过程中污染物的迁移转化

6.1 研究目的

6.2 材料与方法

6.2.1 实验内容与方法

6.2.2 样品采集及监测项目

6.3 结果与讨论

6.3.1 脱水污泥含水率的变化

6.3.2 脱水滤液中ORP的变化

6.3.3 脱水滤液中氮磷、有机物的变化

6.3.4 脱水滤液中污染物分子量的变化

6.3.5 脱水滤液中污染物三维荧光的变化

6.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢