厌氧-缺氧-好氧处理系统的化学品暴露水平预测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及化学品环境风险评估领域，设及一种有机化学品废水厌氧-缺氧-好 氧处理系统的暴露预测方法。
【背景技术】
[0002] 我国是化学品研发、生产、使用大国，除了 4. 5万多种现有化学物质外，每年还有 上千种新化学物质投入使用。污水处理厂（Sewage化eatment plant, ST巧是化学品进入 环境的关键环节，易降解化学品在STP中基本可W完全去除，但是难降解化学品经过STP处 理后难W发生降解，部分挥发进入大气、被污泥吸附，残留化学品随二级出水排放进入受纳 水体，对生态环境尤其是水生生态系统存在潜在的生态毒性影响。
[0003] 目前，我国已经建立了 W风险评价为依据的化学品环境风险管理制度。为了防控 化学品的风险，欧盟、美国和中国都发布了化学品的管理法规，要求新化学物质在首次生产 或进口前必须开展危害评估和暴露评估相结合的风险评估，依据风险评估的结果开展相应 的管理。暴露评估主要研究化学品的排放过程W及在环境中归趋和分布，其中STP中化学 品的归趋过程和处理效率是风险评估的重要内容，决定了化学品的暴露浓度和风险水平。 因此STP暴露预测是化学品环境暴露预测的重要内容，也是开展化学品环境风险评估的重 要基础。由于化学品数量巨大，且新化学物质尚未在国内生产和使用，化学品在STP中的归 趋过程和去除效率评估主要采用模型预测。
[0004] 厌氧-缺氧-好氧工艺（AVo)通过厌氧区、缺氧区和好氧区的各种组合W及不同 的污泥回流方式来去除水中有机污染物、氮、磯等的活性污泥法污水处理方法。aVo工艺在 我国应用较为广泛，是我国目前STP的第二大工艺。根据环保标准《厌氧-缺氧-好氧活性 污泥法污水处理工程技术规范》（町576-2010)，为了规范厌氧缺氧好氧活性污泥法在污水 处理工程中的应用，要求大、中型城镇污水和工业废水处理工程艺宜采用AVO工艺。因此 构建W A2/0型工艺为基础的化学品STP暴露预测方法和模拟系统，对化学品暴露评估具有 重要意义。
[0005] 经广泛检索中国、欧盟、美国等专利机构，均未发现针对化学品厌氧-缺氧-好 氧处理工艺的STP暴露预测方法。皿开发了一种缺氧-厌氧-好氧的后置式试验模 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)，该模型考虑了 生物质的生长和衰减系数，主要模拟氮、磯、COD的去除过程。Moya开发了一种缺氧-厌 氧-好氧的紧凑型滤池模型（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)，用于模拟渔业废水的反硝 化、厌氧消化、有机质好氧氧化和硝化过程中碳、氮、磯等总量污染物的去除。化rio研 究了一种缺氧-厌氧-好氧处理升流式固定床膜生物反应器模型（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)，用于模拟蛙鱼养殖废水的 COD、氨 氮的去除过程。Oehmen研究了厌氧-缺氧-好氧增强型生化除磯工艺中微生物种群 和生物代谢多样性模型（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使用模型估计了淀粉在厌氧-缺氧-好氧条 件下的缓慢水解过程（Mino T,Sa吨 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)。总体而言，目前已有AVO模型主要用于模拟废水中溶 解氧、COD、氨氮、硝氮及总氮等总量污染物的去除过程。不能用于有机化学品的暴露模拟。
[0006] 化学品STP暴露评估通常需要一种筛选水平的模型，能模拟化学品在STP中的归 趋，预测废水中化学品经STP处理后向大气、污泥、水体的转移或排放系数。模型应该简单、 清晰、稳健，无需完全模拟实际STP的操作情况，只需要知道化学品的几个理化性质参数， 就能获得评估所需的排放系数。STP暴露评估并不关屯、生化反应机理及COD、氮、磯的去除 过程。针对W上特点，本发明重点关注化学品在废水AVO处理系统中所设及的环境介质， W及挥发、吸附、降解等归趋过程，通过构建STP(AVO)概念模型图和各箱体质量守恒方程， 建立了输入的化学品性质数据较少、准确度较高、且符合我国化学品风险评估数据要求的 STP(A2/0)预测模型。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种有机化学品在厌氧-缺氧-好氧处理工艺的污水处理厂 (简写为stp(aVo)中的暴露水平预测方法，估算有机化学品经STP(AVO)处理后，向大气、 污泥、水体的排放系数和排放浓度，为化学品的暴露评估提供数据资料。
[000引为实现上述目的，本发明提供一种依照本发明实施的有机化学品在stp(aVo)中 暴露水平预测方法，包括W下步骤：
[0009] (1)获取待研究废水厌氧-缺氧-好氧处理系统的暴露场景资料和化学品理化性 质参数，根据已知资料中的参数计算未知参数和质量流；(2)依据所述废水厌氧-缺氧-好 氧处理系统的初沉、厌氧、缺氧、好氧、二沉基本流程，及化学品在所述废水厌氧-缺氧-好 氧处理系统中吸附、表面挥发、曝气挥发所设及的大气、水、悬浮固体、沉积污泥4种环境介 质，构建废水厌氧-缺氧-好氧处理系统的概念模型图，基于质量守恒方法建立13箱预测 模型；(3)根据各箱中化学品浓度和环境介质平流流速和扩散流速，计算化学品在废水厌 氧-缺氧-好氧处理系统中的降解率，及向各环境介质中的排放浓度、排放系数，进而预测 所述废水厌氧-缺氧-好氧处理系统的有机化学品暴露水平。
[0010] 具体地，所述废水厌氧-缺氧-好氧处理系统的概念模型图包含：
[0011] 13箱，分别为0外部环境、1上方空气、2初沉池水体、3初沉池悬浮固体、4初沉池 污泥、5曝气池水体、6曝气池悬浮固体、7二沉池水体、8二沉池悬浮固体、9二沉池污泥、10 厌氧池水体、11厌氧池悬浮固体、12缺氧池水体、13缺氧池悬浮固体；
[0012] 3种生物降解方式，分别为厌氧生物降解性、缺氧生物降解性、好氧生物降解性；
[0013] 21个平流过程，分别为STP上方空气流入、STP上方空气流出、原水溶解态化学品 流入初沉池、原水吸附态化学品流入初沉池、初沉池溶解态化学品流入厌氧池、初沉池吸附 态化学品流入厌氧池、厌氧池溶解态化学品流入缺氧池、厌氧池吸附态化学品流入缺氧池、 缺氧池溶解态化学品流入曝气池、缺氧池吸附态化学品流入曝气池、曝气池溶解态化学品 流入二沉池、曝气池吸附态化学品流入二沉池、二沉池溶解态化学品流出、二沉池吸附态化 学品流出、初沉池悬浮固体