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典型PPCPs土霉素在活性污泥处理系统中吸附和降解特性研究

杨煜东  
【摘要】: 本论文研究好氧、缺氧与厌氧不同状态活性污泥对模拟城市污水中土霉素的吸附与降解性能,考察了城市污水环境中的一些可能的影响因素对好氧、缺氧与厌氧污泥去除土霉素的影响规律。 采用高效液相色谱法作为本研究目标物质的检测方法,在参考文献的基础上确定了适合本研究实验条件的一套检测方法。主要确定了土霉素(OTC)的高效液相色谱法检测条件,及其样品前处理;检测并计算了该方法的精确度;绘制OTC浓度标准曲线图。结果表明:采用固相萃取,检测条件—Agilem1100高效液相色谱仪、色谱柱ZORBAX Eclipse XDB-C18、柱长250mm、内径4.6mm、粒径5μm、柱温25℃、流动相为乙腈和水(磷酸调pH至2.5)体积比为30:70、流速1.5mL/min恒速流动、UV检测波长350nm、进样体积20μL下,该OTC检测方法在加标浓度0.2、0.4和0.6μg/L时的检测回收率均高于82%,在此基础上绘制OTC浓度标准曲线,线性相关系数R~2为0.9994。 采用活性污泥灭活法,分别研究了好氧、缺氧与厌氧不同状态活性污泥对OTC的吸附性能。主要考察了OTC在三种失活污泥上的吸附平衡时间;进行了OTC在三种失活污泥上的伪二阶和伪一阶吸附动力学拟合;在15-25℃范围内建立了Freundlich吸附、线性吸附与Langmuir吸附等温线;考察了pH值对吸附与解吸的影响;考察了环境中一些共存有机物与金属离子对OTC的吸附影响。结果表明:两种初始浓度下的OTC在三种失活污泥上均在30min内达到吸附平衡;不同温度下,三种失活污泥对土霉素的吸附均符合Freundlich吸附与线性吸附模型,低温吸附性能强,三种失活污泥对土霉素的Langmuir吸附常数Q与最大吸跗量b均随着温度的升高而降低;三种失活污泥上的两种吸附动力学拟合中,伪二阶模型较伪一阶模型拟合效果更好;pH在6~10范围内,三种失活污泥对土霉素的吸附率随着pH值的升高逐渐降低;淀粉与蛋白质均对土霉素在三种失活亏泥上存在吸附竞争关系,淀粉的竞争作用远大于蛋白质的竞争作用;Fe~(3+)、Vln~(2+)、Cu~(2+)三种阳离子对水样中OTC吸附去除有促进作用,而Ca~(2+)则相反。 采用序批式试验,分别研究了好氧、缺氧和厌氧活性污泥对OTC的降解情兄,进行了OTC在好氧、缺氧和厌氧三种活性污泥上的一级降解动力学模型拟台,并考察了pH值、水中共存有机物和固体停留时间(SRT)对土霉素去除的影响。结果表明,土霉素在好氧、缺氧和厌氧三种活性污泥上的降解符合一级动力学模型,土霉素在三种活性污泥上的降解总速率常数均相对较低,土霉素的生物降解能力较差;pH值在6~9的范围内,随着pH值的增加,三种活性污泥的对土霉素的降解性能均降低;三种活性污泥对土霉素的去除效果受到不同碳、氮源条件下不同的影响;延长SRT,好氧、缺氧和厌氧三种活性污泥对土霉素的去除率均有不同幅度的提升。


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