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Water research2015Apr01Vol.72issue()

廃水処理プラントにおける人為的環状揮発性メチルシロキサンの運命

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

周期的な揮発性メチルシロキサン(CVMS) - オクタメチルシクロテトラシロキサン(D4)、デカメチルシクロペンタシロキサン(D5)、およびドデカメチルシクロヘキサロキサン(D6) - の運命は、典型的な二次活性化奴隷化奴隷蒸水処理植物で評価されました(WWTP)。水サンプル(流入、一次排水、最終排水)およびスラッジ(一次スラッジと廃棄物活性汚泥)サンプルは、一晩低、朝高、午後の低、および夕方の高流量で収集されました。インフルエントのCVMの濃度は、D4、D5、およびD6の場合、それぞれ0.166〜1.13μgL(-1)、3.47-19.3μgL(-1)、および0.446-3.87μgL(-1)の範囲の流入流で変動しました。CVMの質量バランス分析では、それぞれ流入剤および排水で植物を出入りするD4、D5、およびD6の平均質量が109 g d(-1)、2050 g d(-1)、280 g d(-1)、および1.41 g d(-1)、27.0 g d(-1)、1.90 d(-1)でした。CVMの総除去効率は96%以上でした。それらの詳細な除去メカニズムを解明するために、MackayのFugacityベースの治療プラントモデルを使用して、WWTPを介したCVMの運命をシミュレートしました。高い疎水性とCVMの揮発性の異常な組み合わせにより、曝気タンクの揮発とスラッジへの吸着は、実験結果とモデル化された結果に基づいて、このWWTPの水からのCVM除去の2つの主要な経路でした。朝と夕方の高い流入量の質量は、毎日のCVMの総質量の約40%でほぼ等しく寄与し、D5はこの1日の負荷の大部分を占めています。

周期的な揮発性メチルシロキサン(CVMS) - オクタメチルシクロテトラシロキサン(D4)、デカメチルシクロペンタシロキサン(D5)、およびドデカメチルシクロヘキサロキサン(D6) - の運命は、典型的な二次活性化奴隷化奴隷蒸水処理植物で評価されました(WWTP)。水サンプル(流入、一次排水、最終排水)およびスラッジ(一次スラッジと廃棄物活性汚泥)サンプルは、一晩低、朝高、午後の低、および夕方の高流量で収集されました。インフルエントのCVMの濃度は、D4、D5、およびD6の場合、それぞれ0.166〜1.13μgL(-1)、3.47-19.3μgL(-1)、および0.446-3.87μgL(-1)の範囲の流入流で変動しました。CVMの質量バランス分析では、それぞれ流入剤および排水で植物を出入りするD4、D5、およびD6の平均質量が109 g d(-1)、2050 g d(-1)、280 g d(-1)、および1.41 g d(-1)、27.0 g d(-1)、1.90 d(-1)でした。CVMの総除去効率は96%以上でした。それらの詳細な除去メカニズムを解明するために、MackayのFugacityベースの治療プラントモデルを使用して、WWTPを介したCVMの運命をシミュレートしました。高い疎水性とCVMの揮発性の異常な組み合わせにより、曝気タンクの揮発とスラッジへの吸着は、実験結果とモデル化された結果に基づいて、このWWTPの水からのCVM除去の2つの主要な経路でした。朝と夕方の高い流入量の質量は、毎日のCVMの総質量の約40%でほぼ等しく寄与し、D5はこの1日の負荷の大部分を占めています。

The fate of cyclic volatile methylsiloxanes (cVMS) - octamethylcyclotetrasiloxane (D4), decamethylcyclopentasiloxane (D5), and dodecamethylcyclohexasiloxane (D6) - was evaluated in a typical secondary activated sludge wastewater treatment plant (WWTP). Water samples (influent, primary effluent, and final effluent) and sludge (primary sludge and waste activated sludge) samples were collected at overnight low, morning high, afternoon low, and evening high flows. Concentrations of cVMS in influents fluctuated with the influent flows, ranging from 0.166 to 1.13 μg L(-1), 3.47-19.3 μg L(-1), and 0.446-3.87 μg L(-1) for D4, D5, and D6, respectively. Mass balance analysis of cVMS showed the average mass of D4, D5, and D6 entering and exiting the plant in influent and effluent, respectively, were 109 g d(-1), 2050 g d(-1), 280 g d(-1), and 1.41 g d(-1), 27.0 g d(-1), 1.90 g d(-1). The total removal efficiency of cVMS was >96%. To elucidate their detailed removal mechanisms, Mackay's fugacity-based treatment plant model was used to simulate the fate of cVMS through the WWTP. Due to the unusual combination of high hydrophobicity and volatility of cVMS, volatilization in the aeration tank and adsorption to sludge were the two main pathways of cVMS removal from water in this WWTP based on the experimental and modeled results. The morning and evening high influent mass flows contributed almost equally at approximately 40% of the total daily cVMS mass, with D5 accounting for the majority of this daily loading.

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