城市污水二级生化出水中有机污染物特性表征_龚剑丽

第26卷第5期2007年9月环境化学ENVIRONMENTALCHEMISTRYVol.26,No.5September20072007年1月20日收稿.＊高等学校博士学科点专项科研基金资助(20060251014).城市污水二级生化出水中有机污染物特性表征＊城市污水经过二级生化处理后的出水中仍含有种类繁多的有机污染物,目前对水中有机物的常规监测指标(如TOC,COD,BOD5等)主要针对有机物总量的监测,过于笼统.水中有机物种类及特性的不同将极大地影响着有机物在水处理系统中的处理效果和排放后的行为.因此,开展城市污水二级生化出水中各类有机污染物的特性研究,对于了解和掌握城市污水二级出水中有机物对排放水体及周边环境的影响,以及指导生化出水进行深度处理,实现废水再生和循环利用,减轻污染负荷,均具有十分重要的理论意义和实用价值.1分析方法水样取自上海市某污水厂二沉池出水.采用AmberliteXAD-8树脂HZ-001强酸性阳离子交换树脂和HZ-201强碱性阴离子交换树脂将城市污水二级生化出水中的溶解性有机物分成六类:疏水酸(AHS)、疏水中性物(HoN)、疏水碱(HoB)、亲水酸(HiA)、亲水中性物(HiN)和亲水碱(HiB),主要成分见表1.表1二级出水中溶解性有机物的成分分类主要代表性有机物分类主要代表性有机物AHS(疏水酸)腐殖质(胡敏酸与富里酸)HiA(亲水酸)脂肪酸,羟基酸HoN(疏水中性物)碳氢化合物,杀虫剂,合成洗涤剂LASHiN(亲水中性物)低聚糖,多聚糖HoB(疏水碱)芳香胺等HiB(亲水碱)蛋白质,氨基酸TOC使用德国元素分析系统公司liquiTOC测定仪.DOC为水样经0.45μm的微滤膜过滤后测得的TOC值.UV254测定是水样经0.45μm滤膜过滤后置于1cm石英比色皿中,用不含有机物的双重蒸馏水作为空白,用UV2800型紫外-可见分光光度计,测定254nm波长下的紫外吸光强度.2二级出水的水质特性及组成上海市某城市污水处理厂(采用传统活性污泥法)二沉池出水的主要水质指标如表2所示.表2城市污水厂二级出水水质指标TOC/mg·l-1DOC/mg·l-1UV254/cm-1SUVA/m-1·mg-1·lCODCr/mg·l-1BOD5/mg·l-1SBOD5/mg·l-1pH9.08—13.068.18—11.700.182—0.2801.47—2.3530.2—56.713.5—18.64.37.06—7.80从表2看出,二级出水中有机物指标达到了城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)的一级B标准(COD<60mg·l-1,BOD5<20mg·l-1).二级出水中溶解性有机物的含量(DOC)约占总有机物(TOC)的89%—90%.SBOD5(溶解性BOD5)仅占BOD5的23.1%左右,说明二级出水中的污泥絮体上吸附了大部分可生物降解的有机物,出水中的SBOD5/COD<0.1说明该污水系统运行良好.SUVA(比紫外吸收值)是UV254与DOC的比值,其大小可以反映出水中有机物的某些特性,如腐殖化程度及不饱和双键或芳香环有机物的相对含量等,SUVA值大小也与三氯甲烷生成潜能(THMFP)密切相关.另外,该二级出水的SUVA值并不是个固定值,不同时间取样的SUVA值并不相同,这可能与污水厂进水的水质变化以及操作条件有关.二级出水中各类溶解性有机物的组成及SUVA特性如表3所示.表3二级出水中溶解性有机物的组成及SUVA特性有机物组分HoBAHSHoNHiBHiAHiNDOC百分比/%4—752—588—131—518—273—4UV254百分比/%2—955—719—131—29—171SUVA/m-1·mg-1·l2.562.682.350.541.120.795期城市污水二级生化出水中有机污染物特性表征707由表3可见,二级出水中溶解性有机物的主要物质是AHS,约占总DOC的52%—58%,其次为HiA和HoN,分别占总DOC的18%—27%和8%—13%,而HoB和HiN以及HiB比例较低.AHS可以进一步分离为胡敏酸(HA)和富里酸(FA),实验结果显示FA为主要物质,约占AHS的92.4%,而HA仅为7.6%.由此可见,二级出水中各类有机物的含量:AHS>HiA>HoN>HoB>HiN>HiB.总体上,疏水性物质平均比例(68%)高于亲水性物质(32%).二级出水中有机物以UV254进行表征时,二级出水中有机物对UV254的吸光度主要来自于疏水性物质,其中AHS约占55%—71%.从各类有机物SUVA值的比较,也可以明显看出疏水性物质的芳香度高于亲水性物质,AHS的最高,约为2.68m-1·mg-1·l,这说明了AHS中不饱和双键或芳香环有机物的含量最高,在消毒过程中更易产生