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生物共代谢耦合化学氧化法处理感潮河道底泥效能研究

赵玥  
【摘要】:目前,针对受污染河道底泥中的难降解有机物,生物共代谢法是一种较为行之有效的方法。但现有研究主要针对的是淡水河道或者海滩的底泥处理,对于感潮河道底泥中难降解有机物处理的相关研究较少。由于受潮汐影响,感潮河道上覆水盐度会发生周期性波动,且会形成一定的反复冲刷作用,可能会对底泥微生物的活性产生一定的影响,从而导致处理效果的差异性。另外,采用共代谢法处理后,底泥中的酸可挥发性硫化物(AVS)会进一步增加,加剧底泥的黑臭。针对上述背景,本课题以多环芳烃(PAHs)为代表性难降解有机物,在优选感潮河道底泥共代谢药剂的基础上,考察环境条件对优化后生物共代谢法的影响,并进一步与化学氧化降解底泥AVS的方法相结合,形成生物共代谢耦合化学氧化法,进行感潮河道污染底泥难降解有机物和黑臭问题的综合处理。通过小试研究,优化感潮河道底泥降解PAHs的共代谢药剂种类和投加量。实验结果表明:乙酸钠和邻苯二甲酸组合药剂对感潮河道底泥PAHs的降解效果最好。针对本实验中选择的含水率为62%、PAHs含量为6000μg/kg_(干泥)的底泥,当乙酸钠投加量为40mg/g_(干泥),邻苯二甲酸投加量为0.02mg/g_(干泥)时,PAHs的总降解率可达到39.6%。在此条件下,底泥中变形菌、厚壁菌以及拟杆菌等PAHs降解菌的丰度显著增长。考察了温度、底泥p H、上覆水盐度、上覆水流速等外部环境条件对共代谢降解感潮河道底泥PAHs效能的影响,发现碱性环境和低盐环境更有利于PAHs的共代谢降解,温度和流速对底泥中PAHs共代谢降解效果的影响较小。当温度为25℃、pH=9,上覆水盐度为15‰,上覆水流速为0.1m/s时,PAHs总降解率达到47.1%,底泥中PAHs可由6988μg/kg_(干泥)降至3694μg/kg_(干泥)。通过小试优化,确定了去除感潮河道底泥AVS较优的化学药剂为过氧化钙,投加量为30mg/g_(干泥)。结合前段生物共代谢法,最终形成处理感潮河道污染底泥的生物共代谢耦合化学氧化法。该方法针对上覆水盐度波动范围在0~40‰的污染底泥,均具有较好的处理效果。在生物共代谢处理90 d,再化学法处理10 d的条件下,底泥PAHs含量均可降至环境影响低值(ERL)以下,不存在PAHs环境风险,AVS可完全消除。


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