论文部分内容阅读
当今世界正处于一个经济飞速发展的时代,人民的生活水平不断提高,但与此同时一些新的环境问题也不断涌现。在这当中,以药品和个人护理用品(PPCPs)、金属纳米颗粒等为代表的新兴污染物引起了国内外研究者的广泛关注。当多种新兴污染物在环境中共存时,由于交互作用可能引起理化性质的改变,从而表现出有别于单一污染物的复合毒性影响,最终进入污水处理系统后影响污水脱氮除磷的效果。研究多种污染物复合污染时给污水处理效果带来的潜在不利影响具有重要意义。本研究选取地表水中含量较高的四环素(TC)、三氯生(TCS)、卡马西平(CBZ)和应用广泛的纳米银(AgNPs)、纳米铜(CuNPs)作为研究对象,通过对PPCPs与金属纳米颗粒在水溶液中交互作用后理化性质的变化,PPCPs和金属纳米颗粒对污水脱氮除磷效果的单一影响,以及通过不同方式投加的PPCPs和金属纳米颗粒对污水脱氮除磷效果的复合影响这三方面进行考察,探究了PPCPs和金属纳米颗粒对污水脱氮除磷的复合影响。实验结果表明:(1)PPCPs与金属纳米颗粒无论在蒸馏水中还是人工配制的污水中均会发生交互作用。从金属纳米颗粒对PPCPs理化性质的影响来看,相比agnps,cunps对ppcps理化性质的影响更为明显,特别是与ppcps在蒸馏水中的作用,tc浓度从9.7mg/l降至1.0mg/l以下;tcs的浓度下降了约50%;不过cbz在整个反应过程中均维持在10mg/l左右,cunps的存在对其理化性质的影响并不明显。从ppcps对金属纳米颗粒理化性质的影响来看,tc、tcs和cbz均对金属离子的溶出,特别是cu2+的溶出,有明显的促进作用,如cunps与tc在配水中作用后,cu2+溶出浓度高达6.7mg/l,远远高于cunps单独存在时的0.5mg/l。(2)在厌氧-兼氧-好氧多级交替序批式反应器系统中,无论1mg/l还是10mg/l,tc的存在并不会降低系统的除磷效果,sop去除率均在96%以上,但投加了tc的系统会由于好氧阶段硝化作用受到抑制而导致tn去除率降低了10%左右;在投加了1mg/ltcs和10mg/ltcs系统中,由于聚磷菌的吸磷过程受到不利影响,其sop的去除率分别为14.8%和-229.4%,较空白系统的99.3%有十分显著的降低,而tn的去除率分别为42.6%和23.4%,明显低于空白系统76.0%的去除率;5mg/lcunps对系统的脱氮除磷效果无明显影响,而投加50mg/lcunps时,系统对sop的去除率从99.3%降至-189.3%,影响十分显著。(3)ppcps与cunps在厌氧-兼氧-好氧多级交替序批式反应器系统中共存时,会对系统的脱氮除磷效果表现出不同于单一污染物的复合影响。1mg/lppcps和5mg/lcunps对系统脱氮除磷效果的复合影响与二者的单一影响相差不大,而当10mg/lppcps和50mg/lCuNPs共存时,系统的脱氮除磷效果则会较二者单独作用时有明显降低。其中,10 mg/L TC和50 mg/L CuNPs单独作用时系统对TN的去除率分别为99.5%和-189.3%,而对于10 mg/L TC和50 mg/L CuNPs反应后投加的系统,其SOP去除率为-220.1%,SOP去除率有较为明显的降低。此外,在大多数情况下,与直接投入系统相比,PPCPs与CuNPs反应后投入系统时污水的脱氮除磷效果往往有更为明显的降低。