臭氧厌氧废水消毒:副产品的形成外文翻译资料

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臭氧厌氧废水消毒:副产品的形成

摘要

本文旨在研究氧化过程,大肠杆菌灭活效果和消毒,副产品(论文)与厌氧生活废水污水的消毒与臭氧应用于剂量的5.0、8.0和10.0毫克O3 L 1联系5次,10到15分钟。本研究中使用的浪费——水是产生的污水处理厂(WWTP),巴西圣保罗大学。大肠杆菌的总失活范围为2.00-4.06 log10，大肠杆菌的失活范围为2.41-4.65 log10。5.0、8.0和10.0 mg O3 L 1的平均化学需氧量分别减少37.6%、48.8%和42.4%。只有当臭氧剂量从5.0 mg O3 L 1增加到8.0 mg O3 L 1 15.0 增加到8.0，乙醛从8.0增加到10.0 mg O3 L 1时，醛的生成才会随剂量变化。

关键词 臭氧 消毒 副产物 市政污水 厌氧废水

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1 介绍

氯化是目前为止最常用的污水消毒方法，废水排放到接收水体。氯已成为最广泛使用的消毒剂对水和废水处理世界范围内由于其代用tiveness,相对易用性和低成本,但最近,chlo——对已收到负面宣传相关的发现在1970年代氯化水和废水含有器官- ic化合物可能导致的形成三卤甲烷(三氯甲烷),这是疑似健康影响(白色,1999)。

最常见的THM种类有氯仿(CHCl3)、二溴氯甲烷(CHCl2Br)、二溴氯甲烷(CHClBr2)和溴仿(CHBr3)。这些消毒副产物(DBPs)是致癌的(Bryant et al.， 1992)，并受到严格的管制，THMs已被国际癌症研究机构(IARC, 1999)列为可能的人类致癌物(Cate- gory 2B)。

因此，臭氧处理作为一种很有前途的污水消毒方法，越来越受到人们的重视，值得进一步研究。

虽然臭氧已成为一种受欢迎和成功的饮用水消毒剂，但由于第一代系统的运行和维护问题、成本高以及许多废水对臭氧的高需求，臭氧尚未广泛用于废水消毒(Xu et al.， 2002;Gehr等，2003)。然而，臭氧化已经成为一种有效实用的氯化替代品(Finch et al.， 1997;Joret et al. 1997)。因为臭氧是所有用于水和废水消毒的去污剂中最强和作用最快的氧化剂。有机物被臭氧迅速氧化，可以在生物处理前使用，也可以在生物处理后使用。自20世纪70年代以来，生物处理后的臭氧应用一直用于大肠菌群和病毒失活的排放要求(Rice et al.， 1981)。处理前的臭氧化很少用于减少有机负荷;它已经被用来破坏特定的化合物和/或en-拱腰可处理性。

臭氧比chlo-rine (Hurst et al.， 1997)更广泛地灭活微生物，而且臭氧具有较高的灭活效果，形成有限的消毒副产物(DBPs)，能增加流出物中的溶解氧浓度，并能去除不良气味和颜色。

醛类物质是废水中有机物氧化后形成的，由于其对健康的影响，是臭氧化DBPs的主要组成部分之一，尽管它们目前还没有受到监管。

臭氧化过程中醛的形成是确定的(Langlais et al.， 1991;Melin and Odegaard, 2000;而形成的醛类主要有甲醛(H2CO)、乙醛(C2H4O)、乙醛(C2H2O2)和甲基乙醛(C3H4O2)，均具有潜在的致癌和致突变作用。这些化合物已被观察到可在有经验的动物中引起肿瘤(Bull和Koppfler, 1991)。

根据世界卫生组织(世卫组织)的指导方针，饮用水中甲醛的最高可接受水平是900.00 lg l1 (IPCS, 2002)。在日本，可接受的极限形式是-醛是80.00 lg l1 (Sugaya et al.， 2001);在波兰,极限是50.00 lg L 1(Nawrocki Biłozor,1997);和澳大利亚，它是500.00 lg l1(澳大利亚饮用水指南，2004年第6期)。

本研究的目的是研究废水处理过程中厌氧形成的DBPs，验证有助于消毒的氧化过程，并验证指示微生物的失活。

2.方法

2.1废水来源

废水样本取自巴西圣保罗大学圣卡洛斯校区的污水处理厂(WWTP)。利用总容量为18.8 m3的上流式厌氧污泥毯反应器(UASB)获得厌氧废水。该反应器接收已提交初步处理(筛选、除砂和油脂分离)的生活污水。

UASB反应器的进水和出水特性如表1所示。

2.2臭氧化实验

臭氧化实验是在一个由臭氧发生器组成的实验装置(图1)上进行的，一个臭氧化列包含所有惰性材料,微多孔泡沫塑料扩散器(20 lm平均孔隙直径)放置在底部和KI吸收瓶(捕捉臭氧,在此过程中没有反应)(图1)。从大气臭氧产生了原料气使用实验室发生器(PZ 7模型- EAGLESAT、巴西)。PZ 7,你系统扩大到7.0plusmn;0.7 g h 1 O3的氧气,它是由一个氧发生器(PX350)使用PSA方法(变压吸附)。臭氧化试验使用了一个金属框架中的亚克力管(5毫米厚，100毫米内径和2米高)制成的柱。

5.0版本的批处理系统采用恒定流量的臭氧，8.0和10.0 mg L 1剂量，用于接触时间为5、10和15分钟。臭氧施用量，即臭氧总质量除以接触时间，可以换算为mg O3 L 1 min 1的单位。

每个剂量的化验是重复3times;和接触时间和气体流率介于1.36和4.98 L min之间

2.3分析方法

采用碘量法测定烟气中臭氧浓度4500cl - B (APHA, 1998)。由于臭氧分解迅速，样品采集后立即用DPD法、Dulcotest DT 11型分光光度计和Merck公司的试剂(cl - test 1.14803.001)测定溶解的臭氧残留量。

采用碘量法测定烟气中臭氧浓度4500cl - B (APHA, 1998)。由于臭氧分解迅速，样品采集后立即用DPD法、Dulcotest DT 11型分光光度计和Merck公司的试剂(cl - test 1.14803.001)测定溶解的臭氧残留量。

采用闭合回流法5220 - D (APHA, 1998)和Hach DR 2000分光光度计测定COD;pH值采用sm4500h B法(APHA,1998)， DM 20 - Digimed仪测定。臭氧化前后测定了COD和pH值。

以PFBOA为衍生剂测定羰基的方法最初由Yamada和Somiya(1989)描述，后来由Glaze等人(1989)改进。美国环境保护局(method 554.1)推荐用这种方法分析水中的羰基化合物。O-(2,3,4,5,6-pentafluorobenzyl)羟胺及分析标准(醛)购自德国Steinheim的Aldrich-Chemie公司。以有机游离水为水溶液，重制PFBOA。

将135mg甲醛(37%的水溶液)、50mg乙醛、125mg乙醛(40%的水溶液)和125mg甲基乙醛(40%的水溶液)溶于50ml的水中，制成1000ppm的各种成分的原液。将原液用水稀释，制备斯坦达尔溶液。采用正己烷(HPLC Carlo Erba)为萃取溶剂。衍生化方法形式对应的肟,由惠普5890气相色谱仪分析配备电子俘获检测器和一个HP-5列(30 mtimes;0.32毫米证件lm和方法检出限为0.38times;0.25 lg L 1。

总大肠菌群和大肠杆菌被选为本研究的标准粪便指标，因为它们通常在废水

排放或再利用时受到调节。所使用的微生物方法，基于水和废水的标准检测方法(APHA, 1998)，包括膜过滤方法Chromocultreg;大肠杆菌琼脂和额外的dilu-tion样本到适当的水平。

为了评估pH值、COD值、甲醛、缩醛、乙醛和甲基乙醛浓度的平均值是否存在显著差异，以及总大肠菌群和大肠杆菌的失活效率，我们采用了统计学上的“双样本均值比较法”(Miller and Miller, 1993)。该统计分析使用平均值、标准差和样本数来确定学生的t值。

根据计算出的自由度，我们可以使用一个表格来找到有意义的P = 0.05的学生t分布(ttabled)的临界值。

当jtcalculatedj的结果小于jttabledj时，所研究的平均参数值在P = 0.05水平上不存在显著差异。

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表格1 UASB反应器的进水和出水特性

a Minimum and maximum.

b Mean plusmn; standard deviation.

表格2 臭氧传质效率适用于5.0、8.0和10.0 mg O3 L 1和5.0、10.0和15.0 min的接触时间。

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