去除微量有机物是污水处理近年来的新任务。对于典型的微量有机物- - 邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP),除了本项目组外,尚未开展曝气生物滤池(BAF)工艺去除该毒性物质的研究。我们的研究发现BAF虽能去除DEHP,但其出水尚不能满足标准,且BAF对DEHP的去除更多是通过反冲洗排泥,生物降解部分不足30%。现有BAF工艺只是转移了DEHP而非对其彻底消除,可持续性较差。为此,针对常用的前置反硝化BAF系统,采用微生物生态学的原理,进行DEHP降解菌和反硝化细菌生态关系的研究,给DEHP降解菌提供最好的生境,在保证前置反硝化BAF系统脱氮效果的前提下,实现对DEHP的去除率至少达到90%,被生物降解的DEHP占总去除量的60%。本项目为去除污水中的微量有机物提供一种可选的方法,为拓宽BAF工艺的适用范围奠定基础。
biological active filter;wastewater treatment;biological nitrogen removal;endocrine disrupting compound;filtration
水体中广泛存在的环境激素类物质对人类生存构成了威胁,去除水中的环境激素也成为当今水处理的重要任务。去除水中环境激素的途径很多,其中评估及强化传统工艺去除环境激素的能力,成为当今水处理研究者的重要工作。本项目选择了典型的环境激素类物质——邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP),选取了传统的前置反硝化生物活性滤池(BAF)工艺,对该工艺去除DEHP的效能、去除途径及如何强化去除等展开了研究,通过几年的试验,结果发现,前置反硝化生物活性滤池(BAF)工艺对DEHP去除受滤速等因素的影响很大,滤速从1.1m/h增加到2.2m/h,DEHP的去除率从55.3%增加到了82.1%。通过调整运行参数,可以提高DEHP的去除率,但应寻求工艺在去除COD、氮、磷和DEHP之间的平衡。物料衡算表明,去除的DEHP中,吸附和生物降解的贡献随着运行参数的不同而有较大差异,如一次物料衡算的结果表明滤池的吸附作用贡献了11.5%,生物降解作用贡献了72.3%。DEHP浓度较高时会抑制反硝化反应。如进水中含有1mg/L的DEHP时,反硝化污泥需要一定的时间才能适应。DEHP对硝化反应影响不大,氨氮的去除率基本不受影响,但会促进亚氮的积累。DEHP会影响到工艺中微生物的种群结构和数量。在工艺中很容易分离到具有反硝化能力的DEHP降解菌。项目组分离到一株假黄色单胞菌属的DEHP降解菌,其GenBank登录号为KF713487。采用投加DEHP降解菌的生物强化方法可以强化工艺对DEHP的去除,尤其能显著提高DEHP的生物降解率。通过投菌的生物强化方法,可以达到DEHP的去除率至90%以上,其中生物降解率达到60%以上,但投加菌的流失和失效问题依然无法避免。