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随着经济的不断发展,我国作为有机硅工业生产大国,硅氧烷的用量和环境排放量不断增加。挥发性甲基硅氧烷,简称VMS,属于有机硅的一类,是一类内分泌干扰物。在过去的几十年中,硅氧烷广泛地应用于个人护理品(如洗发水、沐浴露、护肤品和化妆品)、工业用清洗溶剂、润滑油、密封剂、胶黏剂、建筑材料和医疗用品中,最终会进入污水处理系统,所以城市污水处理厂是这类污染物质的主要来源。研究VMS在污水处理厂的去除途径对于有效控制VMS进入环境介质有着重要意义。 本文针对哈尔滨市某污水处理厂两个污水处理工艺中各个工艺流程段的出水,污泥,以及水厂内外大气、土壤等环境样品进行了系统的研究。通过采用不同的预处理方法和气象色谱质谱联用仪进行测定,获得了不同季度15种VMS在各个介质中的浓度分布,计算了两种工艺流程中VMS的去除率。通过实验室模拟厌氧过程,证明了环状硅氧烷中的D4、D5、D6能够在厌氧环境中被微生物降解。最后,本文结合污水厂的监测结果和实验室模拟,进一步阐明VMS在常规污水处理过程中的去除途径。 结果表明,15种VMS在污水处理厂各个环境介质中都能检出。四个季度水样中VMS的浓度有所差异,十月份水样中的浓度最大。污泥中可以检测出高浓度的VMS,说明污泥对VMS的吸附率较高。大气样品的分析结果发现,污水处理厂内部大气样品中VMS的含量高于厂外和城市地区大气中VMS的含量,且表现出一定的季节特征。污水厂内部和外部的土壤中VMS的浓度没有显著性差异,但其浓度高于国外某些城市土壤中VMS的含量,说明哈尔滨地区土壤中VMS的污染较高。曝气生物滤池工艺和A/O工艺对15种VMS都有一定的去除效果,四月份去除率最高,曝气生物滤池工艺对VMS的去除率略高于A/O工艺,总去除率在百分之九十以上。监测结果表明微生物对于VMS的具有一定的降解能力,本文通过在实验室的厌氧模拟的结果进一步证明了厌氧微生物对VMS的降解。D4、D5、D6三种物质的在厌氧反应器内反应六天的时候去除率分别为97.4%、95.0%、93.8%。 本文的研究结果表明,污水处理厂中VMS的去除主要包括三个途径:污泥吸附、挥发和生物降解。其中污泥吸附主要发生在初沉池与高效斜板沉淀池阶段处理单元(曝气生物滤池工艺),主要是通过颗粒物的重力沉降和絮凝沉降作用,将水中的VMS吸附沉降至池底,混入污泥中去除;挥发主要发生在曝气生物滤池工艺的曝气生物滤池和A/O工艺中A/O池好氧段;生物降解主要发生在曝气生物滤池工艺的曝气生物滤池和A/O工艺中A/O池厌氧段;相比于好氧微生物,厌氧微生物对VMS有更好的降解能力。