DON 是城市污水厂出水总氮的重要组成部分,约占40%~85%.同时,DON 在污水处理工艺中却很难被去除[1].据报道,污水处理厂出水中DON 浓度可达0.5~3.0mg/L.城市污水处理厂出水普遍要加氯消毒,污水中DON类化合物在氯化消毒过程中会形成含含氮消毒副产物(N-DBPs),包括卤化硝基甲烷(HNMs)、卤化乙腈(HANs)、卤代乙酰胺(HAcAms)和非卤代的亚硝胺类.城市污水处理厂出水经消毒处理后排入河流或湖泊,出水中DON 还具有一定量的可生物降解或可生物利用部分,其可以成为微生物和藻类同化潜在的营养物质.排入河流或湖泊中DON的释放可能对水质产生不利影响,刺激受纳水体中藻类和细菌的生长,提高地表水的富营养化的潜能.因此,城市污水处理厂出水中DON可能影响受纳水体的水质安全性和富营养化.杨岸明等等研究臭氧氧化对城市污水厂二级出水中有机物的可生化性、去除率以及性质影响变化;刘冰等等用活性炭吸附微污染原水中DON 时,约60%DON被去除;丁春生等用改性活性炭吸附饮用水中三氯硝基甲烷;张彭义等开展臭氧/活性炭协同作用处理有机物的研究.
本文以城市污水处理厂二级出水为研究对象,在调查污水中DON、DOC、NH4+-N 和pH值等浓度水平的基础上,探讨臭氧氧化、活性炭吸附以及臭氧/活性炭协同作用对二级出水中DON 的去除机制,同时结合分子量切割、XAD-8、XAD-4 树脂亲疏水性分析和三维荧光光谱分析手段,对反应前后水中DON 组成和化学结构特征进行了分析,以期为城市污水处理厂二级出水中DON 的控制研究提供依据和参考.
结论
1.在臭氧氧化试验中,随着臭氧投加量的增加(0~8mg/L),DON 的去除率也呈增加趋势,反应时间在0~4min 内DON 去除效率 很高;当臭氧投加量 很大时(8mg/L),DON 的去除率大约为33.9%左右.
2.在活性炭吸附试验中,随着活性炭投加量增加(0~2.0g/L),DON去除率呈上升趋势,DON的去除率大约为43.4%左右.但吸附时间在0~20min 内时DON 去除率 很快;吸附时间从20~120min 时DON 去除率趋于稳定.
3.在臭氧氧化和活性炭吸附组合试验中,DON 的去除率 很大可达 83.3%;臭氧投加量固定(6.0mg/L),随活性炭投加量增加(从0.25g/L增加到2.0g/L),协同因子从1.15到1.09,表明此时臭氧/活性炭体系中存在着明显的协同效应;当活性炭投加量固定(1.0g/L),臭氧投加量为2,4,6mg/L,协同因子分别为1.12、1.07 和1.10,臭氧/活性炭体系中也存在着一定程度的协同效应,臭氧投加量为8mg/L时,协同因子为0.97,系统无明显协同作用.
4.臭氧氧化提高小分子量(<6kDa)DON 所占比例和降低大分子量(>20kDa)的DON所占比例;活性炭吸附降低小分子量(<6kDa)DON 所占比例,提高大分子量(>20kDa)DON 所占比例为;臭氧氧化和活性炭吸附都提高亲水性DON所占比例,而降低疏水性和过渡性DON 所占比例.
5.通过三维荧光光谱证实,二级出水处理前后DON组分的变化与3个主要峰代表的有机物有关,代表物质分别为色氨酸类蛋白质、芳香族类蛋白质和富里酸类物质.
摘自：刘 冰,古 励,余国忠,翟慧敏,赵承美
(1.信阳师范学院城市与环境科学学院,河南 信阳 464000；2.重庆大学城市建设与环境工程学院,重庆 400044)
