三氯生在两种典型污水处理系统中去除的研究

【摘要】：三氯生(Triclosan,简称TCS),是一种人工合成的氯化芳香化合物,常作为抗菌剂、杀毒剂等被广泛应用于个人护理品,医疗用品及家居清洁用品等。TCS每年的全球生产量超过1500吨,环境样品中TCS的检出率相当高。由于TCS及其衍生物具有亲脂性、生物累积性、持久性和生物毒性等特点,它对水生生物、哺乳动物及人类,乃至土壤生态系统都存在着威胁,因此TCS导致的环境问题已经成为国内外研究的焦点之一。而污水处理厂没有专门针对TCS的处理工艺,出水中TCS浓度仍然较高,因此研究更加切实可行的TCS处理方法有着重要的意义。本论文选取两种典型的污水处理技术——人工湿地污水处理系统和同步硝化反硝化系统(SND)作为研究对象,研究其处理含TCS废水的效果,掌握其微生物机制,得到的主要结论如下：(1)挺水植物(香蒲)、沉水植物(金鱼藻)及浮水植物(浮萍)构成的湿地系统中TCS去除率均大于97%。其中,金鱼藻和浮萍系统中,基质及植物吸附对TCS去除的贡献率分别为44.78%和40.25%,远高于香蒲系统(29.12%),在TCS去除中起了很重要的作用。(2)香蒲湿地系统中,微生物的数量和多样性都远高于另外两个系统。已被证明与TCS降解有关的beta-变形菌门,gamma-变形菌门和拟杆菌门在三个系统中均存在,并且,它们在香蒲系统中的OTUs数量比另外两个系统高了20.98%-117.92%,说明微生物降解在香蒲系统中起到很大作用。(3)SND系统对TCS的去除率可达93%以上在。在45天的实验过程中,系统出水、污泥吸附、微生物等其他方式对TCS去除的贡献率分别为1.27%、6.46%和92.27%。TCS投加初期微生物的作用被TCS抑制,TCS的去除主要依靠污泥吸附；污泥吸附逐渐达到饱和,同时微生物对TCS逐渐产生适应性,微生物降解逐渐对TCS的去除发挥主要作用。(4)TCS投加后,SND系统水质净化效果立即变差,NH4+-N去除率由100%降低到88.3%,COD去除率由95.15%降低到65.81%。此后逐渐恢复,并在第14天恢复到较高的去除效果并维持相对稳定。此时微生物已经对TCS产生适应性,细菌群落结构多样性高于TCS投加前,并且,已被证明与TCS降解有关的alpha-变形菌门、beta-变形菌门及拟杆菌门OTUs数量分别增加了4.79%、19.13%和13.31%。 【关键词】：三氯生 降解 人工湿地系统 同步硝化反硝化系统
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 前言14-24
• 1.1 TCS的基本性质14
• 1.2 TCS的应用及在环境中的分布14-15
• 1.3 TCS的毒性15-16
• 1.4 TCS的去除方法16-18
• 1.4.1 TCS的化学降解16
• 1.4.2 TCS的生物降解16-17
• 1.4.3 TCS在污水处理厂中的降解17-18
• 1.5 人工湿地污水处理系统的研究18-21
• 1.5.1 人工湿地的组成18-19
• 1.5.2 人工湿地的分类及特点19
• 1.5.3 人工湿地的净化机理19-20
• 1.5.4 人工湿地对TCS去除的研究20-21
• 1.6 同步硝化反硝化工艺的研究21-22
• 1.6.1 同步硝化反硝化工艺21
• 1.6.2 SND工艺机理21-22
• 1.6.3 活性污泥处理工艺对TCS去除的研究22
• 1.7 研究目的、研究内容及创新点22-24
• 1.7.1 研究目的22-23
• 1.7.2 研究内容23
• 1.7.3 创新点23-24
• 第二章 实验材料与方法24-33
• 2.1 人工湿地系统中TCS去除的研究24-28
• 2.1.1 实验装置24-25
• 2.1.2 实验设计25-26
• 2.1.3 样品分析26-28
• 2.2 SND系统中TCS去除的研究28-33
• 2.2.1 实验装置及运行方式28-29
• 2.2.2 废水水质及污泥驯化29-30
• 2.2.3 实验设置及分析指标30-33
• 第三章 人工湿地系统中TCS的去除效果33-45
• 3.1 人工湿地系统的水质处理效果33
• 3.2 水、基质及植物中TCS含量33-37
• 3.3 微生物群落结构研究37-44
• 3.3.1 菌群丰度及多样性分析37-38
• 3.3.2 群落结构组成分析38-40
• 3.3.3 基于菌门的进一步分析40-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 SND反应器中TCS去除的研究45-60
• 4.1 SND系统的水质处理效果45-51
• 4.1.1 TCS投加前SND运行情况45-46
• 4.1.2 TCS对SND系统水质处理效果的影响46-51
• 4.2 TCS在SND系统中的去除效果51-53
• 4.3 微生物群落结构研究53-58
• 4.3.1 菌群丰度及多样性分析53-54
• 4.3.2 群落结构组分分析54-55
• 4.3.3 基于菌门的进一步分析55-58
• 4.4 本章小结58-60
• 第五章 不同TCS去除方法的比较60-62
• 5.1 人工湿地对TCS的去除的研究对比60-61
• 5.2 活性污泥系统对TCS的去除的研究对比61
• 5.3 人工湿地系统与活性污泥系统在TCS去除上的共同点61-62
• 第六章 结论及建议62-64
• 6.1 结论62-63
• 6.1.1 TCS在人工湿地系统中的去除效果62
• 6.1.2 TCS在SND系统中的去除效果62-63
• 6.2 建议63-64
• 参考文献64-76
• 致谢76-77
• 攻读学位期间发表的学术论文77-78
• 硕士期间参与的科研项目78
• 硕士期间获得奖励78-79
• 附件79-88
• 学位论文评阅及答辩情况表88

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