《水處理高級氧化對生物毒性的影響與毒性控制研究》是依託清華大學，由朱小彪擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：水處理高級氧化對生物毒性的影響與毒性控制研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：朱小彪
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高級氧化是常用的廢水深度處理技術，但自由基非選擇性的反應特性及相關副反應的發生可能帶來出水的生態風險，故生物毒性評價是常規水質指標的有益補充。已有研究僅對高級氧化前後廢水的生物毒性大小進行了簡單測定，未系統研究高級氧化過程生物毒性變化的原因和機理，且某些研究發現高級氧化後廢水生物毒性存在增加的現象，這更應該引起人們的注意。本研究選擇Fenton、電-Fenton和臭氧氧化三種不同高級氧化技術對生活污水和典型工業廢水進行深度處理，研究高級氧化條件和水質條件對生物毒性變化的影響。採用超濾膜分離、樹脂吸附層析、固相萃取等方法，分離廢水的主要物質組分，研究其在高級氧化過程中的變化，找出影響生物毒性變化的關鍵物質或物質組分，解析污染物與生物毒性變化的對應關係。在此基礎上，提出同時約束生物毒性和常規指標的高級氧化最佳化方案，並研究生物毒性的去除方法。
結題摘要
隨著工業廢水排放標準及回用水水質要求的提高，高級氧化常用於生物工藝出水的深度處理，以進一步去除污染物，同時，現有的水質評價標準側重於常規水質指標，卻忽視了廢水的生物毒性指標，以及排水可能導致的生態風險。本研究考察了水處理高級氧化對廢水生物毒性的影響及毒性變化的原因和機理，選擇Fenton和臭氧兩種高級氧化技術分別對焦化廢水和生活污水生物處理工藝出水進行深度處理，測試排水的生物毒性並分析典型毒性物質。研究發現，焦化廢水處理A1/A2/MBR工藝出水經Fenton氧化後，可達到《煉焦化學工業污染物排放標準》（GB 16171-2012）水污染物排放控制要求，但急性毒性不降反升，達到5.0±0.2 TU，相對生物出水升高了11%，對於重要的內分泌干擾效應之一的抗雄激素活性可基本完全去除。對於生活污水，臭氧氧化可以降低生活污水的急性毒性及雌激素活性，但二者並不能完全去除。無論是焦化廢水還是生活污水，研究發現水中的氯離子含量對高級氧化出水的急性毒性影響較大。研究重點對引起急性毒性的物質特徵進行了分析，發現生活污水中親水性物質和焦化廢水中的疏水性物質是急性毒性變化的關鍵組分。毒性化合物甄別結果顯示，萘、酚類和喹啉類物質是焦化廢水中的典型有毒物質，而生活污水中脂肪酸類物質、矽氧烷類物質是引起生物毒性的主要物質，高級氧化出水的急性毒性增加與含氯化合物的副產物關係密切。針對毒性物質組分，採用活性炭吸附可以非選擇性的去除毒性有機物，同時提高出水水質；研究還通過富集、篩選高效降解菌，利用生物強化選擇性去除廢水中特定有機毒性物質，去除率接近100%，可有效控制排水的生物毒性。最後，研究提出了改進的等效線法對化合物的內分泌干擾聯合毒性作用進行了考察，發現混合物的聯合毒性作用類型不僅與的化合物的種類有關，也常與化合物混合的濃度相關。本課題研究可為廢水處理工藝的選擇及水質排放標準的制定提供參考。
