采用固相萃取前处理和气相色谱/质谱联用的方法，分析厌氧2膜生物反应器处理垃圾渗滤液中多环芳烃的去除效果。结果表明，对多环芳烃的总去除效率超过80%；大部分三环、四环和五环的芳烃可在处理过程中被厌氧降解。
垃圾渗滤液的处理难度大，现有的处理技术主要包括物化法(吸附、沉淀、氧化、还原、离子交换、汽提、膜技术等)、生物处理(好氧与厌氧降解)和土地处理(快速和慢速渗滤系统、表面漫流、湿地系统)等。目前，国内大多围绕化学耗氧量(COD)、生物耗氧量(BOD)、氨氮和总氮等综合指标进行研究，很少讨论那些造成微
污染但危害极大的痕量有毒有机污染物，例如农药、多环芳烃、酞酸酯、壬基酚等。恰恰是那些浓度甚微的痕量有毒有机污染物表现出更显著的毒性。本文采用厌氧2膜生物反应器对垃圾渗滤液中多环芳烃的去除过程与效果进行研究。垃圾渗滤液采自北京市某垃圾填埋场。具体处理流程分为四个工艺段:进水、厌氧滤池出水、膜生物反器、出水。其中厌氧滤池的有效容积为63L，内装螺旋形聚丙烯弹性填料。膜生物反应器的有效容积为80L，膜组件为0122μm孔径的中空纤维膜。总水力停留时间为915d。
1 样品的前处理和分析
每个工艺段的水样使用棕色玻璃瓶各采集1L，首先用玻璃纤维滤膜(Φ152mm，MilliporeCo。，美国)过滤。然后再经过OasisHLB固相小柱(Waters，美国)富集。过柱前，HLB柱依次用5ml二氯甲烷、甲醇、蒸馏水活化平衡；加载水样后，调节真空度以保持流速为5ml·min-1左右。水样全部抽干后，以10ml二氯甲烷为淋洗剂分三次洗脱每支小柱，淋洗液收集于K2D浓缩器刻度量管，柔和高纯氮吹蒸至1ml左右。浓缩后样品经硅胶/氧化铝复合柱净化。以正己烷湿法装柱，在10mm内径的层析柱内依次填入12cm硅胶、6cm氧化铝和1cm无水硫酸钠；加载样品以70ml正己烷/二氯甲烷=7∶3(体积比)的混合溶剂洗脱。净化洗脱液经旋转蒸发仪(BaCHIR200，瑞士)浓缩，并置换溶剂为正己烷，柔和高纯氮吹蒸定容至015ml。所有样品均用HP689025973MSD气相色谱2质谱联用仪分析。HP25MS石英毛细管色谱柱(0125mm×60m×0125μm)，He为载气，流速恒定为1ml·min-1，线速度为26cm·s-1；进样口温度250℃，MSD温度300℃；电子能量:70eV；SIM模式下程序升温:初始温度50℃，保留2min，以20℃·min-1升至200℃，保留2min，5℃·min-1升至240℃，保留2min，3℃·min-1升至290℃，保留15min；无分流进样1μl。
通过色谱峰保留时间和检索NIST质谱谱库定性分析，并采用外标峰面积法、6点校正曲线定量。
2 垃圾渗滤液中多环芳烃的组成与浓度
在四个工艺段的水样中共检出13种PAHs，分别为二环的萘，三环的苊烯、苊、芴、菲、蒽，四环的荧蒽、芘、苯并[a]蒽、 ，五环的苯并[b]荧蒽、苯并[a]芘，以及六环的苯并[ghi]。其中，进水仅检出8种；在后续处理过程中又产生新的PAHs种类，以低环数萘、芴、菲为主。垃圾渗滤液进水中多环芳烃的总量(∑PAHs)达到01675μg·l-1，其中，以三环的苊烯浓度最高，为01595μg·l-1，其它高环数PAHs皆在01025μg·l-1。最终出水∑PAHs降至01224μg·l-1，并且高环数PAHs的浓度多数在检测限以下。PAHs的组成以新产生的萘为主，浓度达到01073μg·l-1，其次为三环的苊烯和芴，浓度分别为01055μg·l-1和01049μg·l-1(表1)。
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3 各工艺段对多环芳烃的去除效果
各工艺段垃圾渗滤液中多环芳烃的去除效果如图1所示。从∑PAHs来看，对多环芳烃的主要处理工艺段为厌氧滤池，去除率可达到80%以上；在膜生物反应器和最终出水中，∑PAHs反而略有上升。按照多环芳烃的环数分类，对于二环的萘，使用厌氧2膜生物反应器技术可以说并无去除效果，在厌氧滤池出水至最终出水这三个工艺段，萘的检出浓度反而远远高于进水(进水中低于检测限)，说明萘可能是其它烃类的降解产物；对于三环芳烃，厌氧滤池工艺的去除率已超过90%，膜生物反应器对其无明显去除效果；厌氧滤池与膜生物反应器工艺均对四环芳烃有一定去除效果，但仍以厌氧滤池为主，前者去除率可达83%，而后者仅为8%；厌氧滤池对五环芳烃的去除率略有下降，达到76%，而膜生物反应器的去除效率为11%；测得厌氧滤池对六环芳烃的去除率接近100%，后续工艺段水样中六环的苯并[ghi]浓度已低于检测限。这一研究结果与国外的相关报道比较一致。三环与四环芳烃在严格的厌氧环境下较容易降解，降解速率也高于高环数芳烃，但萘的降解速率反而较慢。大分子量的多环芳烃比较难于降解，本次实验中六环的苯并[ghi]的起始浓度就很低，在进水中仅为01009μg·l-1，处理工艺对苯并[ghi]的去除，有可能并非厌氧降解引起，而是填料吸附所致。垃圾渗滤液的组分复杂，在处理过程中也不断发生变化，产生新的副产物，为进一步探讨厌氧2膜生物反应器工艺对其中多环芳烃的去除机理，有必要进行长周期实验，连续采集样品，获得多环芳烃浓度组成变化的时间动态数据。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。
4 多环芳烃的去除与SCOD，BOD和TOC去除效果的比较
厌氧2膜生物反应器对垃圾渗滤液中的溶解性化学耗氧量(SCOD)，BOD和总有机碳(TOC)具有较好的处理效果(图2)，总去除率约90%。然而从图2可以看出，SCOD，BOD和TOC在厌氧滤池工艺段减少甚微；对于它们最有效的去除工艺是膜生物反应器，在膜生物反应器的上清液中，BOD的浓度低于厌氧滤池出水的1%，SCOD和TOC的浓度也下降至前一工艺段出水的20%左右。这和多环芳烃的去除过程差异很大，多环芳烃的主要去除工艺段是在厌氧降解部分(图1)。这一比较结果说明，综合性指标SCOD，BOD和TOC的浓度变化，并不能表示出痕量有毒有机污染物多环芳烃的有效去除。
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综上所述，厌氧2膜生物反应器对城市垃圾渗滤液中的多环芳烃有较好的去除效果，主要去除工艺段为厌氧滤池降解，对多环芳烃的总去除率可达到80%以上；其中对三环、四环芳烃的去除率最高，均超过90%。处理过程中有可能产生新的低环数的多环芳烃副产物，但从多环芳烃的危害来看，低环数多环芳烃的致癌性远远弱于高环数多环芳烃。该处理技术可成功用于去除垃圾渗滤液中的多环芳烃。来源：中国环保频道