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有机磷酸酯(OPEs)因为其毒性效应以及在环境中被广泛检出而具有潜在环境风险,污水处理厂(STPs)作为OPEs在环境中的重要中转站,探索OPEs在STPs中的归趋具有重要意义。故本文研究了9种OPEs在STPs中的生化处理、物化处理以及高级氧化处理的去除效率,以评估OPEs的环境归趋及风险,并为OPEs废水处理提供方法。
建立了污泥悬浮液中OPEs的GC-MS/MS仪器分析方法,也建立了污泥悬浮液中OPEs的提取方法。研究了不同氧气条件下OPEs的生物降解规律,结果表明,好氧条件下OPEs的生物降解速率明显高于厌氧条件,在厌氧条件下,添加FeCl3和Fe粉可促进三苯酯类OPEs的降解速率,添加电子供体和鼠李糖脂可促进氯代类OPEs的去除,而烷基类OPEs的去除效率不能被提高,OPEs的生物降解与OPEs的结构有很大关系。吐温80对所有OPEs的厌氧降解都有一定的抑制。
实验了聚丙烯酰胺(PAM)助凝时,不同混凝剂对OPEs最佳的混凝去除效果。发现聚合氯化铝(PAC)的最佳使用量为100mg·L-1,在最佳使用量时磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)去除率为51%,其它5种OPEs的去除率均可达到70%以上;PAC使用的最佳pH为7-9。六水氯化铝(AlCl3·6H2O)的最佳使用剂量为50mg·L-1,该条件下OPEs的去除率均可达到80%以上,AlCl3·6H2O适宜pH为5-7,pH大于7时,去除率降低,降幅可达到30%。
臭氧(O3)有利于水中OPEs的降解,除个别难降解的OPEs,磷酸三苯酯(TPhP)和TCEP去除率较低,在30%以下,大部分OPEs去除率均在80%以上。利用O3加紫外光(UV)或三氧化二铝(Al2O3)都能明显促进难降解的OPEs(TPhP; TCEP)的分解,3h去除率可达到70%以上。O3加二氧化钛(TiO2)未显著促进OPEs的去除。
UV对OPEs的降解有一定作用,磷酸三间甲苯酯(m-TTP)和磷酸三邻甲苯酯(o-TTP)在30min时去除率达到90%以上,磷酸三丁酯(TBP),磷酸三异丁酯(TiBP),TPhP和磷酸三丙酯(TPrP)在UV照射下降解速率较慢,3h时去除率在25%~70%之间,而TCEP和三-(1,3二氯丙基)磷酸酯(TDCP)在3h去除率低于10%。TiO2催化UV可以提高OPEs降解速率,TBP,TiBP,TPrP在2h去除率达到90%以上,TDCP和TCEP去除率有显著提升,为53%和40.1%。
钼酸铋催化可见光对水中OPEs基本没有去除,3h时去除率均低于10%。硝酸银催化可见光对OPEs的处理效果强于钼酸铋,TPhP,m-TTP和o-TTP的3h去除率分别提升30%以上,其它五种OPEs的去除率也有10%左右的提升。磷钨酸的可见光催化性介于钼酸铋和硝酸银之间,对OPEs的3h时去除率为8.3%~35.3%。整体而言可见光对OPEs降解效率低于UV,但可见光更节能,具有良好发展前景。
建立了污泥悬浮液中OPEs的GC-MS/MS仪器分析方法,也建立了污泥悬浮液中OPEs的提取方法。研究了不同氧气条件下OPEs的生物降解规律,结果表明,好氧条件下OPEs的生物降解速率明显高于厌氧条件,在厌氧条件下,添加FeCl3和Fe粉可促进三苯酯类OPEs的降解速率,添加电子供体和鼠李糖脂可促进氯代类OPEs的去除,而烷基类OPEs的去除效率不能被提高,OPEs的生物降解与OPEs的结构有很大关系。吐温80对所有OPEs的厌氧降解都有一定的抑制。
实验了聚丙烯酰胺(PAM)助凝时,不同混凝剂对OPEs最佳的混凝去除效果。发现聚合氯化铝(PAC)的最佳使用量为100mg·L-1,在最佳使用量时磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)去除率为51%,其它5种OPEs的去除率均可达到70%以上;PAC使用的最佳pH为7-9。六水氯化铝(AlCl3·6H2O)的最佳使用剂量为50mg·L-1,该条件下OPEs的去除率均可达到80%以上,AlCl3·6H2O适宜pH为5-7,pH大于7时,去除率降低,降幅可达到30%。
臭氧(O3)有利于水中OPEs的降解,除个别难降解的OPEs,磷酸三苯酯(TPhP)和TCEP去除率较低,在30%以下,大部分OPEs去除率均在80%以上。利用O3加紫外光(UV)或三氧化二铝(Al2O3)都能明显促进难降解的OPEs(TPhP; TCEP)的分解,3h去除率可达到70%以上。O3加二氧化钛(TiO2)未显著促进OPEs的去除。
UV对OPEs的降解有一定作用,磷酸三间甲苯酯(m-TTP)和磷酸三邻甲苯酯(o-TTP)在30min时去除率达到90%以上,磷酸三丁酯(TBP),磷酸三异丁酯(TiBP),TPhP和磷酸三丙酯(TPrP)在UV照射下降解速率较慢,3h时去除率在25%~70%之间,而TCEP和三-(1,3二氯丙基)磷酸酯(TDCP)在3h去除率低于10%。TiO2催化UV可以提高OPEs降解速率,TBP,TiBP,TPrP在2h去除率达到90%以上,TDCP和TCEP去除率有显著提升,为53%和40.1%。
钼酸铋催化可见光对水中OPEs基本没有去除,3h时去除率均低于10%。硝酸银催化可见光对OPEs的处理效果强于钼酸铋,TPhP,m-TTP和o-TTP的3h去除率分别提升30%以上,其它五种OPEs的去除率也有10%左右的提升。磷钨酸的可见光催化性介于钼酸铋和硝酸银之间,对OPEs的3h时去除率为8.3%~35.3%。整体而言可见光对OPEs降解效率低于UV,但可见光更节能,具有良好发展前景。