【摘要】：近年來,內(nèi)分泌干擾物(EDCs)等新型有機(jī)物污染問題日益凸顯,我國多處地表水和污水處理廠出水中EDCs含量達(dá)幾十μg·L-1甚至更高,表明現(xiàn)有污水處理工藝不能有效去除上述EDCs.含EDCs污水排入受納水體嚴(yán)重威脅生態(tài)環(huán)境安全和居民飲水健康,因此,探尋經(jīng)濟(jì)有效的EDCs污水處理工藝技術(shù)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。論文以典型類固醇雌激素為研究對象,應(yīng)用傅里葉紅外光譜(FTIR)、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC/MS)、高通量測序等技術(shù),開展了絮體污泥與好氧顆粒污泥去除典型雌激素的過程特性、處理含典型雌激素城鎮(zhèn)污水好氧顆粒污泥污泥工藝性能等研究,取得如下主要研究結(jié)果：1、研究絮體污泥和好氧顆粒污泥對典型類固醇雌激素的吸附特性發(fā)現(xiàn),雌激素在絮體污泥和好氧顆粒污泥上的吸附規(guī)律相似,在初始雌激素濃度250μg·L-1～40000μg·L-1條件下吸附在4h達(dá)到平衡,吸附等溫線較好符合Langmuir方程和Freundlich方程,相關(guān)系數(shù)R2分別為0.924～0.959和0.949～0.975。其中,好氧顆粒污泥對典型類固醇雌激素E2、EE2的吸附過程與準(zhǔn)二級動力學(xué)擬合較好(R20.992),表明好氧顆粒污泥吸附E2、EE2是以化學(xué)吸附為主的物理-化學(xué)吸附過程。研究還發(fā)現(xiàn),污泥濃度、pH、溫度等影響雌激素吸附性能。2、研究絮體污泥和好氧顆粒污泥對E2、EE2的生物降解性能,結(jié)果表明,在初始濃度4000μg·L-1條件下,絮體污泥和好氧顆粒污泥對E2的去除率均在94%以上,其中生物降解所占比例分別為66.5%、68.8%,表明E2去除以生物降解為主；絮體污泥和顆粒污泥對EE2的去除率分別為75.5%、88.9%,其中吸附所占比例分別為67.1%和69.3%,表明EE2去除以吸附為主。結(jié)合不同結(jié)構(gòu)污泥顯微觀察發(fā)現(xiàn),好氧顆粒污泥較大的比表面積與豐富的氨基、羥基、羧基等表面化學(xué)官能團(tuán)有利于雌激素的吸附與功能微生物的附著。3、啟動SBR好氧顆粒污反應(yīng)器研究雌激素去除效能,結(jié)果表明,顆粒污泥反應(yīng)器在進(jìn)水COD、TN、E2/EE2負(fù)荷分別為1.5kg·m-3·d-1、0.08kg·m-3·d-1、 0.03g·m-3·d-1條件下運(yùn)行120d,顆粒污泥平均粒徑達(dá)685±±35μm,系統(tǒng)MLSS、SVI分別穩(wěn)定在5.8±0.1g·L-1、34mL·g-1, COD、NH4+-N、TN去除率分別穩(wěn)定在94.6%±0.2%、97.5%±0.1%、73.5%±0.3%,E2、EE2去除率則達(dá)88.6±0.7%和73.2±0.5%,表明好氧顆粒污泥工藝對雌激素具有良好的去除效能。分析反應(yīng)器運(yùn)行過程污泥微生物菌群結(jié)構(gòu)變化發(fā)現(xiàn),處理含雌激素污水的R1反應(yīng)器運(yùn)行90d,Shannon指數(shù)從3.58上升到5.65,菌群豐富度提高。顆粒污泥主要優(yōu)勢菌群為Proteobacteria和Actinobacteria,其豐度分別為60.1%和27.2%。對比對照組R2,R1污泥Sphingomonas spp.豐度由1.02%增至13.9%,Pseudomonas spp.由1.02%增至13.2%,分析認(rèn)為這兩種菌屬對雌激素物質(zhì)降解有重要作用。研究結(jié)果初步揭示好氧顆粒污泥工藝去除雌激素的微生物學(xué)機(jī)制。
【關(guān)鍵詞】：好氧顆粒污泥 雌激素 吸附 生物降解 機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703.3
【目錄】：