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壬基酚聚氧乙烯醚(Nonylphenol EthoxyIates,NPEOs)是一种应用广泛的商用非离子型表面活性剂,属于环境激素,具有生物毒性和生物累积性,环境危害很大。含高浓度NPEOs废水曝气时泡沫很大,且其中间产物难降解,目前仍然是环境工程领域的难题,开展对NPEOs废水的处理研究具有重要意义。本研究首先考察了Fenton氧化法对NPEOs废水COD的去除功效,确定最佳工艺参数;采用新型技术对Fenton氧化法产生的污泥废料进行再生回用。在对比NPEOs好氧与厌氧降解效果的基础上,以铁改性无纺布作为生物载体,构建了NPEOs废水的生物滤池处理系统,评价了其生物处理功效。采用高通量测序的方法,分析了该类废水生物处理过程中,不同生化环境和同一反应器不同位置上的微生物群落结构。研究结果如下:(1)正交实验结果表明,在Fenton降解NPEOs废水的工艺中,影响COD去除率的因素的主次顺序为:[H2O2]/[Fe2+]摩尔比>反应时间>H2O2投加量>初始pH。单因素实验和正交实验结果共同表明,NPEOs废水初始COD为12000mg/L时,Fenton处理NPEOs废水的最佳条件为:双氧水投加量为76.32mmol/L,[H2O2]/[Fe2+]摩尔比为3,反应初始pH为5,反应时间为2小时。在最佳反应条件下,NPEOs废水的COD去除率为85.6%,取得了良好的预处理效果,出水可以混合其它污水进入集中污水处理厂。(2)Fenton工艺最大的缺点是污泥量大。本研究首次采用FeS还原法进行污泥的再生与回用。实验结果表明,Fenton污泥在酸性条件下能被FeS还原,反应生成一定量的Fe2+。将反应后的混合液作为新的催化剂,用于NPEOs废水Fenton氧化工艺中,废水COD去除率为80%,达到了污泥再生利用的目的。(3)为探讨生化环境对废水生物降解的影响,分别进行了废水厌氧、好氧处理和厌氧/好氧联合工艺的处理实验。NPEOs废水在进水COD为5000mg/L,实验周期为30天的条件下,厌氧处理对NPEOs废水的COD去除率为57%,好氧处理的COD去除率为70.37%,A/O工艺对COD的去除率为80%,但A/O工艺中A的停留时间过长。(4)采用零价铁曝气法改性无纺布,提高其亲水性能。改性后无纺布的亲水角由132°降为42°,亲水性明显提高。材料的堆积密度为96kg/m3,比表面积为1.7834m2/g,孔隙率为90%,性质均优于未改性无纺布。对比运行未改性无纺布和改性无纺布滴滤池,表明改性无纺布滴滤池出水COD普遍较低,滴滤池在进水COD为1000-2000mg/L时,出水COD稳定在100-500mg/L之间,其去除率均稳定在75%-90%。(5)通过高通量测序,选择五个反应器内的七个微生物样品进行生物群落结构分析,3个取样点在悬浮型生物反应器中,分别为废水厌氧处理系统、好氧处理系统、厌氧/好氧SBR处理系统;4个取样点分别在未改性无纺布滴滤池的上层(距滤料顶端0.1m处)及下层(距滤料底端0.1m处),改性无纺布滴滤池的上层(距滤料顶端0.1m处)及下层(距滤料底端0.1m处)。分析结果表明,改性无纺布做滤料滴滤池的生物多样性远高于其它四个反应器,在同一反应器中的不同位置的微生物群落结构不同,七个样品中酸杆菌门(Acidobacteria)的丰度均为最大,都超过了50%。在七个样品中的优势属依次为鞘脂菌属(Sphingobium),盐硫杆状菌属(Halothiobacillus),金黄杆菌属(Chryseobacterium),假黄色单胞菌属(Pseudoxanthomonas),盐孢菌属(Salinispora),固氮弧菌属(Azovibrio),新鞘脂菌属(Novosphingobium)。