厭氧-缺氧-好氧處理系統(tǒng)的化學品暴露水平預測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設及化學品環(huán)境風險評估領(lǐng)域，設及一種有機化學品廢水厭氧-缺氧-好 氧處理系統(tǒng)的暴露預測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國是化學品研發(fā)、生產(chǎn)、使用大國，除了 4. 5萬多種現(xiàn)有化學物質(zhì)外，每年還有 上千種新化學物質(zhì)投入使用。污水處理廠（Sewage化eatment plant, ST巧是化學品進入 環(huán)境的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，易降解化學品在STP中基本可W完全去除，但是難降解化學品經(jīng)過STP處 理后難W發(fā)生降解，部分揮發(fā)進入大氣、被污泥吸附，殘留化學品隨二級出水排放進入受納 水體，對生態(tài)環(huán)境尤其是水生生態(tài)系統(tǒng)存在潛在的生態(tài)毒性影響。
[0003] 目前，我國已經(jīng)建立了 W風險評價為依據(jù)的化學品環(huán)境風險管理制度。為了防控 化學品的風險，歐盟、美國和中國都發(fā)布了化學品的管理法規(guī)，要求新化學物質(zhì)在首次生產(chǎn) 或進口前必須開展危害評估和暴露評估相結(jié)合的風險評估，依據(jù)風險評估的結(jié)果開展相應 的管理。暴露評估主要研究化學品的排放過程W及在環(huán)境中歸趨和分布，其中STP中化學 品的歸趨過程和處理效率是風險評估的重要內(nèi)容，決定了化學品的暴露濃度和風險水平。 因此STP暴露預測是化學品環(huán)境暴露預測的重要內(nèi)容，也是開展化學品環(huán)境風險評估的重 要基礎。由于化學品數(shù)量巨大，且新化學物質(zhì)尚未在國內(nèi)生產(chǎn)和使用，化學品在STP中的歸 趨過程和去除效率評估主要采用模型預測。
[0004] 厭氧-缺氧-好氧工藝（AVo)通過厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)的各種組合W及不同 的污泥回流方式來去除水中有機污染物、氮、磯等的活性污泥法污水處理方法。aVo工藝在 我國應用較為廣泛，是我國目前STP的第二大工藝。根據(jù)環(huán)保標準《厭氧-缺氧-好氧活性 污泥法污水處理工程技術(shù)規(guī)范》（町576-2010)，為了規(guī)范厭氧缺氧好氧活性污泥法在污水 處理工程中的應用，要求大、中型城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水處理工程藝宜采用AVO工藝。因此 構(gòu)建W A2/0型工藝為基礎的化學品STP暴露預測方法和模擬系統(tǒng)，對化學品暴露評估具有 重要意義。
[0005] 經(jīng)廣泛檢索中國、歐盟、美國等專利機構(gòu)，均未發(fā)現(xiàn)針對化學品厭氧-缺氧-好 氧處理工藝的STP暴露預測方法。皿開發(fā)了一種缺氧-厭氧-好氧的后置式試驗模 型化U X, Xie L, Mi C, et. al. Calibration and validation of an activated sludge model for a pilot-scale anoxic/anaerobic/aerobic/post-anoxic process[J]. Journal of Zhejiang University-Science A, 2014, 9, 15 (9): 743-752)，該模型考慮了 生物質(zhì)的生長和衰減系數(shù)，主要模擬氮、磯、COD的去除過程。Moya開發(fā)了一種缺氧-厭 氧-好氧的緊湊型濾池模型（Moya J,Huilinir C,化redo K. Modeling of simultaneous denitrification-Anaerobic digestion-Organic matter aerobic oxidation and nitrification in an anoxic-anaerobic-aerobic compact filter reactor[J]. Journal of Biotechnology, 2012, 160 (3 ~4) : 176-188)，用于模擬漁業(yè)廢水的反硝 化、厭氧消化、有機質(zhì)好氧氧化和硝化過程中碳、氮、磯等總量污染物的去除?；痳io研 究了一種缺氧-厭氧-好氧處理升流式固定床膜生物反應器模型（化rio CH，Geissen SU,Knodel J. Modelling of integrated anoxic-anaerobic-aerobic treatment for salmon fishery wastewater in an upflow fixed-bed biofilm reactor. 化vironmental Technology，2012,33(6) :607-622)，用于模擬蛙魚養(yǎng)殖廢水的 COD、氨 氮的去除過程。Oehmen研究了厭氧-缺氧-好氧增強型生化除磯工藝中微生物種群 和生物代謝多樣性模型（Oehmen A,Lopez-Vazquez-CM,Carva 化 0 G. Modelling the population dynamics and metabolic diversity oforganisms relevant in anaerobic/ anoxic/aerobic enhanced biological phosphorus removal processes. Water Res earch，2010, 44 (15) : 4473-4486.)。Mino使用模型估計了淀粉在厭氧-缺氧-好氧條 件下的緩慢水解過程（Mino T,Sa噸 e 化0 DC, Matsuo T. Estimation of the rate of slowly biodegradable cod(sbcod)hydrolysis under anaerobic, anoxic and aerobic conditions by experiments using starch as model substrate[J]. Water Science and Technology, 1995, 31 (2) :95-103)?？傮w而言，目前已有AVO模型主要用于模擬廢水中溶 解氧、COD、氨氮、硝氮及總氮等總量污染物的去除過程。不能用于有機化學品的暴露模擬。
[0006] 化學品STP暴露評估通常需要一種篩選水平的模型，能模擬化學品在STP中的歸 趨，預測廢水中化學品經(jīng)STP處理后向大氣、污泥、水體的轉(zhuǎn)移或排放系數(shù)。模型應該簡單、 清晰、穩(wěn)健，無需完全模擬實際STP的操作情況，只需要知道化學品的幾個理化性質(zhì)參數(shù)， 就能獲得評估所需的排放系數(shù)。STP暴露評估并不關(guān)屯、生化反應機理及COD、氮、磯的去除 過程。針對W上特點，本發(fā)明重點關(guān)注化學品在廢水AVO處理系統(tǒng)中所設及的環(huán)境介質(zhì)， W及揮發(fā)、吸附、降解等歸趨過程，通過構(gòu)建STP(AVO)概念模型圖和各箱體質(zhì)量守恒方程， 建立了輸入的化學品性質(zhì)數(shù)據(jù)較少、準確度較高、且符合我國化學品風險評估數(shù)據(jù)要求的 STP(A2/0)預測模型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種有機化學品在厭氧-缺氧-好氧處理工藝的污水處理廠 (簡寫為stp(aVo)中的暴露水平預測方法，估算有機化學品經(jīng)STP(AVO)處理后，向大氣、 污泥、水體的排放系數(shù)和排放濃度，為化學品的暴露評估提供數(shù)據(jù)資料。
[000引為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種依照本發(fā)明實施的有機化學品在stp(aVo)中 暴露水平預測方法，包括W下步驟：
[0009] (1)獲取待研究廢水厭氧-缺氧-好氧處理系統(tǒng)的暴露場景資料和化學品理化性 質(zhì)參數(shù)，根據(jù)已知資料中的參數(shù)計算未知參數(shù)和質(zhì)量流；(2)依據(jù)所述廢水厭氧-缺氧-好 氧處理系統(tǒng)的初沉、厭氧、缺氧、好氧、二沉基本流程，及化學品在所述廢水厭氧-缺氧-好 氧處理系統(tǒng)中吸附、表面揮發(fā)、曝氣揮發(fā)所設及的大氣、水、懸浮固體、沉積污泥4種環(huán)境介 質(zhì)，構(gòu)建廢水厭氧-缺氧-好氧處理系統(tǒng)的概念模型圖，基于質(zhì)量守恒方法建立13箱預測 模型；(3)根據(jù)各箱中化學品濃度和環(huán)境介質(zhì)平流流速和擴散流速，計算化學品在廢水厭 氧-缺氧-好氧處理系統(tǒng)中的降解率，及向各環(huán)境介質(zhì)中的排放濃度、排放系數(shù)，進而預測 所述廢水厭氧-缺氧-好氧處理系統(tǒng)的有機化學品暴露水平。
[0010] 具體地，所述廢水厭氧-缺氧-好氧處理系統(tǒng)的概念模型圖包含：
[0011] 13箱，分別為0外部環(huán)境、1上方空氣、2初沉池水體、3初沉池懸浮固體、4初沉池 污泥、5曝氣池水體、6曝氣池懸浮固體、7二沉池水體、8二沉池懸浮固體、9二沉池污泥、10 厭氧池水體、11厭氧池懸浮固體、12缺氧池水體、13缺氧池懸浮固體；
[0012] 3種生物降解方式，分別為厭氧生物降解性、缺氧生物降解性、好氧生物降解性；
[0013] 21個平流過程，分別為STP上方空氣流入、STP上方空氣流出、原水溶解態(tài)化學品 流入初沉池、原水吸附態(tài)化學品流入初沉池、初沉池溶解態(tài)化學品流入?yún)捬醭亍⒊醭脸匚?態(tài)化學品流入?yún)捬醭?、厭氧池溶解態(tài)化學品流入缺氧池、厭氧池吸附態(tài)化學品流入缺氧池、 缺氧池溶解態(tài)化學品流入曝氣池、缺氧池吸附態(tài)化學品流入曝氣池、曝氣池溶解態(tài)化學品 流入二沉池、曝氣池吸附態(tài)化學品流入二沉池、二沉池溶解態(tài)化學品流出、二沉池吸附態(tài)化 學品流出、初沉池懸浮固體