| 王恩全,徐雄,隋倩雯,郑蕊,陈梅雪,刘权震,张倩茹,魏源送.猪场废水高剂量次氯酸钠消毒下消毒副产物的赋存特征研究[J].农业环境科学学报,2023,42(3):662-671. |
| 猪场废水高剂量次氯酸钠消毒下消毒副产物的赋存特征研究 |
| Generation of disinfection by-products during high-dose sodium hypochlorite disinfection of swine wastewater |
| 投稿时间：2022-09-27 |
| DOI：10.11654/jaes.2022-0957 |
| 中文关键词: 猪场废水|次氯酸钠消毒|消毒副产物|全二维气相色谱-质谱联用分析（GC×GC-qMS） |
| 英文关键词: swine wastewater|sodium hypochlorite disinfection|disinfection by-products|comprehensive two-dimensional gas chromatography-quadrupole mass spectrometry（GC×GC-qMS） |
| 基金项目:中国科学院生态环境研究中心自主部署项目（RCEES-TDZ-2021-26）；中国科学院青年创新促进会项目（2021042）；中国农业科学院科 |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 王恩全 | 中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100085
中国科学院大学, 北京 100049
中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室, 北京 100085 | | | 徐雄 | 中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室, 北京 100085 | | | 隋倩雯 | 中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100085
中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室, 北京 100085 | qwsui@rcees.ac.cn | | 郑蕊 | 安平县弘嘉环保技术有限公司, 河北衡水 053600 | | | 陈梅雪 | 中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100085
中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室, 北京 100085 | mxchen@rcees.ac.cn | | 刘权震 | 中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室, 北京 100085 | | | 张倩茹 | 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业农村部面源污染控制重点实验室, 北京 100081 | | | 魏源送 | 中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100085
中国科学院大学, 北京 100049
中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室, 北京 100085 | |
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| 中文摘要: |
| 为了明晰猪场废水高剂量NaClO消毒产生消毒副产物（DBPs）的赋存特征，本研究采集了典型猪场废水厌氧消化+改良A2O工艺的不同工艺段出水，采用全二维气相色谱-质谱联用（GC×GC-qMS）结合三维荧光（3D-EEM）分析，研究了猪场废水厌氧消化+改良A2O工艺处理过程有机物变化对DBPs的影响。猪场原水、厌氧消化池出水、改良A2O池出水经100 mg·L-1 NaClO消毒后共检测到10类38种DBPs。猪场原水消毒后检测到大量氯酚类和氯杂环类DBPs，厌氧消化+改良A2O工艺对这部分DBPs前体物有很好的去除效果，经厌氧消化处理后氯酚类和氯杂环类DBPs分别减少了88.50%、77.64%。但厌氧消化会增加酯类和烃类，使氯酯类和氯烃类DBPs产生量分别增加了392.18%、68.37%，改良A2O工艺可以去除部分氯酯类和氯烃类DBPs前体物。改良A2O工艺出水有机物C/N升高、H/C降低，HIX增大，腐殖化程度与稳定程度升高、芳香度升高，可能是出水消毒后氯烃类DBPs增加的原因。厌氧消化+改良A2O工艺难以去除氯酯类和氯烃类DBPs前体物，猪场废水处理系统需要加强对这部分前体物的去除能力。 |
| 英文摘要: |
| In order to clarify how disinfection by-products（DBPs）were produced during disinfection, in this study, the samples were collected from the effluent of different treatment units in a typical swine wastewater treatment plant, which comprised of anaerobic digestion and an improved A2O process. The comprehensive two-dimensional gas chromatography-quadrupole mass spectrometry（GC×GC-qMS） combined with three-dimensional fluorescence（3D-EEM）was applied to analyze the effect of organic compounds on DBPs generation. A total of 38 DBPs in 10 categories were found with a high concentration of chloro-phenols and chloro-heterocyclic DBPs observed in disinfected raw swine wastewater. Anaerobic digestion and the improved A2O process eliminated the majority of the DBP precursors. After anaerobic digestion, chloro-phenols and chloro-heterocyclic DBPs were reduced by 88.50% and 77.64%, respectively. However, an increase in the concentration of esters and hydrocarbons after anaerobic digestion, increased the production of chloro-esters and chlorohydrocarbons by 392.18% and 68.37%, respectively. Improved A2O process could remove certain precursors of chloro-esters. The increase in C/N ratio, decrease in H/C ratio, and increase in HIX of organic compounds indicated the enhancement of humification degree, stability degree, and aromaticity in the effluent of improved A2O. It would partly explain the increase in chloro-hydrocarbons DBPs after disinfection. Anaerobic digestion and improved A2O process removed relatively little of the precursors of chloro-esters and chlorohydrocarbons; thus, the swine wastewater treatment system needs to strengthen its removal capacity. |
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