石 柳

（山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西太原 030009）

A/A/O工藝對(duì)焦化廢水的處理效果研究

石 柳

（山西工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西太原 030009）

厭氧/缺氧/好氧（A/A/O）工藝是典型行業(yè)廢水-焦化廢水的常用處理工藝。但該工藝過(guò)程對(duì)焦化廢水生物毒性的去除規(guī)律還缺少研究。研究以大型溞為受試生物，考察了焦化廢水的毒性特征隨A/A/O工藝的變化規(guī)律。結(jié)果表明，厭氧池對(duì)急性毒性的去除作用最大，好氧池對(duì)氧化損傷毒性去除作用較大。A/A/O工藝有效去除了焦化廢水對(duì)大型溞的急性毒性，但對(duì)氧化損傷的去除效果稍差。

焦化廢水；厭氧/缺氧/好氧工藝；大型溞；生物毒性

引言

焦化廢水是在煉焦及副產(chǎn)品的精制和回收過(guò)程中所產(chǎn)生的一種難降解廢水[1]，具有量大、毒性大等特點(diǎn)。廢水水質(zhì)評(píng)價(jià)主要以化學(xué)分析法為主。但廢水中污染物之間存在協(xié)同、拮抗等作用，各水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果不能反映廢水的真實(shí)毒性。而生物毒性評(píng)價(jià)可彌補(bǔ)化學(xué)分析法的不足。

已有研究對(duì)傳統(tǒng)生物處理工藝對(duì)焦化廢水的毒性削減作用進(jìn)行了評(píng)價(jià)。厭氧-好氧(A/O)有效降低了焦化廢水對(duì)玉米種子中淀粉酶活性的抑制作用[2]，也降低了焦化廢水對(duì)發(fā)光菌的急性毒性[3]。焦化廢水經(jīng)垂直折流生化反應(yīng)器(VTBR)[4]和厭氧-好氧-水解-好氧-絮凝工藝[5]處理后，廢水對(duì)發(fā)光菌的急性毒性也顯著降低。王東洲等[6]研究發(fā)現(xiàn)VTBR對(duì)廢水對(duì)發(fā)光菌急性毒性的處理效果優(yōu)于CAS工藝。然而，對(duì)于實(shí)際工業(yè)中運(yùn)用較多的A/A/O工藝對(duì)焦化廢水的生物毒性去除規(guī)律尚缺乏系統(tǒng)的研究。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)用水樣的采集與保存

焦化廢水于2015年10月采自山西某焦化廢水處理廠。采集廢水后密封于4°C冷藏保存。工藝流程及采樣點(diǎn)位置如圖1.1所示。

圖1 焦化廢水處理工藝流程及采樣點(diǎn)示意圖

1.2 焦化廢水理化指標(biāo)測(cè)定方法

焦化廢水的理化指標(biāo)的測(cè)定方法如表1.1所示。

表1 理化指標(biāo)測(cè)定方法

1.3 大型溞的毒性實(shí)驗(yàn)方法

大型溞由大連海洋大學(xué)水生生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供。急性毒性實(shí)驗(yàn)方法參照OECD化學(xué)品測(cè)試導(dǎo)則No.202(2004)《溞類急性活動(dòng)抑制試驗(yàn)》進(jìn)行。大型溞組織中ROS水平的測(cè)定按照按南京建成生物研究所的試劑盒的方法測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 焦化廢水的化學(xué)分析

焦化廢水理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果如表2.1所示。A/A/O對(duì)廢水COD和NH4+-N的去除率高達(dá)94.7%和90.5%。好氧池出水中COD、NH4+-N、TP和pH達(dá)到了《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)的間接排放標(biāo)準(zhǔn)。

表2 焦化廢水的理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

2.2 焦化廢水對(duì)大型溞的毒性效應(yīng)

焦化廢水對(duì)大型溞的急性毒性結(jié)果如圖2.1所示。進(jìn)水對(duì)大型溞表現(xiàn)出較高的急性毒性(TU=32.3)。經(jīng)過(guò)厭氧池處理后廢水毒性降低，毒性削減約90%。最后好氧池出水對(duì)大型溞沒(méi)有表現(xiàn)出急性毒性。這表明A/A/O工藝去除了廢水的急性毒性。與A/O[5]和VTBR[4]工藝相比，A/A/O對(duì)焦化廢水急性毒性的處理效果較好。另外，在A/A/O工藝中厭氧池對(duì)毒性的去除率最高，這與Zhao等[5]的研究結(jié)果基本一致。由相關(guān)性分析結(jié)果推斷，厭氧池處理后焦化廢水急性毒性的降低可能與COD和NH4+-N的濃度降低有關(guān)。

圖2 .1 焦化廢水對(duì)大型溞的急性毒性

圖2 .2 焦化廢水對(duì)大型溞ROS水平的毒性效應(yīng)

焦化廢水對(duì)大型溞ROS水平的毒性效應(yīng)如圖2.2所示。進(jìn)水及A/A/O工藝各級(jí)出水對(duì)大型溞體內(nèi)ROS水平均表現(xiàn)為促進(jìn)作用，表明焦化廢水對(duì)大型溞造成了氧化損傷。Han等[7]研究發(fā)現(xiàn)玉米幼苗在1%焦化廢水中暴露8天后，玉米幼苗中SOD和CAT活力顯著升高，表明焦化廢水對(duì)玉米幼苗造成了氧化損傷，這與本研究的結(jié)果一致。經(jīng)好氧池處理后ROS水平降低，這表明好氧池降低了焦化廢水對(duì)大型溞ROS水平的毒性效應(yīng)。最終好氧池出水仍促進(jìn)了大型溞體內(nèi)ROS水平升高，表明A/A/O工藝未完全去除焦化廢水對(duì)大型溞的氧化損傷。

2.3 焦化廢水生物毒性與理化指標(biāo)的相關(guān)性分析

焦化廢水的生物毒性與理化指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果如表2.2所示。焦化廢水對(duì)大型溞的急性毒性與COD和NH4+-N呈顯著正相關(guān)，這與Zhao等[5]的研究結(jié)果是一致的。由此推測(cè)有機(jī)物和NH4+-N可能是焦化廢水引起大型溞毒性的來(lái)源。除此之外，本研究發(fā)現(xiàn)理化指標(biāo)與ROS無(wú)顯著相關(guān)性。但Han等[7]推測(cè)焦化廢水的氧化損傷與廢水中NH4+-N、酚類和多環(huán)芳烴等有毒物質(zhì)有關(guān)。由此可以看出，生物毒性評(píng)價(jià)能更全面的反映廢水的毒性特征。為了避免排水給受納水體造成的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，生物毒性指標(biāo)需引入到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)中。

表2 .2 生物毒性與理化指標(biāo)之間的相關(guān)性

3 結(jié)語(yǔ)

研究以大型溞為受試生物，考察了焦化廢水的毒性特征隨A/A/O工藝的變化規(guī)律，并分析了焦化廢水的生物毒性與理化指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)。研究有助于了解傳統(tǒng)生物處理技術(shù)對(duì)廢水毒性的去除效果，為生物毒性指標(biāo)引入到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)提供研究基礎(chǔ)。

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石柳（1991年-），女，助教，碩士研究生，研究方向?yàn)榄h(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。