不同污水处理工艺对微塑料去除效率的对比研究

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微塑料(Microplastics,MPs)在城市污水厂处理过程中无法被完全去除,随污水厂排入水域环境,最终汇入海洋,所以城市污水厂是水域环境中MPs污染的主要来源之一。对比现有不同污水厂中不同的处理工艺对MPs去除效率的不同影响,从而可以筛选出对MPs去除率最高的污水处理工艺,进而指导未来污水厂中处理工艺的选择、达到优化城市中污水水质的整体管控的目的,同时可以扩展对水域生态环境中人类活动的影响程度,并且推进水域环境中MPs溯源问题的深入研究。本研究选取昆明市四所不同工艺的污水处理厂进行取样研究,分别是AAO-V型滤池、BIOCOS-D型滤池、AAO-MBR型滤池和AAO-D型滤池的污水厂,旨在比较不同污水处理工艺的MPs去除效率和推荐MPs去除最佳的污水处理工艺。得出以下主要结论:(1)污水厂入水MPs浓度差异大,在31-118个/L之间;出水浓度在0.05-9.3个/L之间,总去除率在88.6-92.1%之间。(2)一级处理去除率在13.6%-28.2%之间,二级处理去除率在44.7%-83.3%之间,三级处理去除率在76.2%-99.25%之间。(3)四套污水处理工艺中,MPs去除效果依次排序为:AAO-MBR型滤池>BIOCOS-D型滤池>AAO-D型滤池>AAO-V型滤池,四个污水厂的MPs去除效率分别是99.9%、96.1%、92.1%和88.6%。因此,对于MPs的去除效果最好的是AAO-MBR型污水厂,建议未来新建污水厂在考虑氮磷去除率的基础上适当考虑MPs的去除率,尽量优先选用该工艺。(4)城市污水MPs的污染特征:形状方面,本研究在四个污水厂中检测出五种形状的MPs,分别是:纤维、薄膜、碎片、颗粒、小球,其中含量最多的是纤维状MPs(54.3%-73.2%),最少的是小球状MPs(1%-1.8%)。颜色方面,四个污水中检测出七种颜色的MPs,分别是:透明、蓝色、黄色、红色、绿色、黑色和白色,其中占比最多的是透明的MPs(33.7%-56.7%)。粒径方面,本研究将MPs粒径分为≤0.5 mm(22.1%-33.1%)、0.5-1 mm(35.8%-41.7%)、1-5 mm(25.2%-42.1%)三类,总体分布情况相差不大。种类方面,检测出聚丙烯(PP,33.8%-53.4%)、聚乙烯(PE,19.3%-42.7%)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET,2.4%-10.9%)、聚苯乙烯(PS,2.2%-9.2%)、聚醚砜(PES,0.8%-8.8%)、聚酰胺(PA,2.5%-5.6%)、聚烯烃(PO,1.1%-6.6%)、聚丙烯腈(PAN,0.5%-7.5%)八种及其他(1.4%-5.4%),其中最多的是PP与PE。
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