曝气生物滤池对苯胺和对硝基苯胺的生物降解试验研究

论文摘要

苯胺类化合物被广泛应用于许多工业产品中的原料或成为许多过程的产物，其中苯胺和对硝基苯胺这两种物质用量大、污染普遍、危害性大，为美国和我国的优先控制污染物。如何有效地控制苯胺类化合物对环境的污染成了人们共同关注的问题。本试验采用曝气生物滤池（BAF）分别对人工配制的苯胺废水和对硝基苯胺废水进行生物降解处理，较深入的考察BAF对苯胺和对硝基苯胺的生物降解性能及影响因素；并提出基于苯胺和对硝基苯胺降解的动力学数学模型，通过试验确定其模型系数；最后初步分析了滤料上的生物膜微生物相。复合式接种挂膜法对两个曝气生物滤池反应器挂膜效果好，速度快。在本试验条件下，两种物质的降解效率都随着EBCT的增大而提高。不同的EBCT下，两种有机底物的去除主要集中在滤柱的中下层，并且随着滤柱越往上，降解效率越低。降解苯胺和对硝基苯胺的BAF的容积负荷率均随着EBCT的增大而逐渐减小。气水比对苯胺和对硝基苯胺的去除效果有很大的影响，气水比过大或过小，都不利于苯胺和对硝基苯胺的去除。在保持EBCT、气水比、温度等稳定的情况下，底物进水浓度越大，溶解氧浓度就越小，去除效果越差，并且过大的进水浓度还会对微生物产生抑制毒性。使用此种陶粒滤料的曝气生物滤池对苯胺和对硝基苯胺的去除动力学模型分别为：苯胺：S=S0exp（-0.00583u-0.7396h），对硝基苯胺： S=S0exp（-0.0011u-1.4663h）。电镜扫描观察发现陶粒表面及内部附着生长了很多微生物，它们通过代谢过程中产生的胞外聚合物交织在一起形成网状结构。滤柱中存在种群丰富、结构完整、功能稳定的生态系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 水环境中的有机污染
• 1.2 苯胺类物质概况
• 1.2.1 苯胺类化合物的物理化学性质
• 1.2.2 苯胺类化合物的来源与用途
• 1.2.3 苯胺类化合物对环境的污染及其生物学危害性
• 1.2.4 苯胺类化合物的生物降解技术
• 1.3 曝气生物滤池工艺
• 1.3.1 曝气生物滤池应用研究进展
• 1.3.2 曝气生物滤池的关键影响因素
• 1.4 选题背景、研究内容及意义
• 1.4.1 选题背景
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 研究意义
• 第2章 曝气生物滤池试验设计与方法
• 2.1 试验水质
• 2.2 滤池填料的选择
• 2.3 试验装置及其运行控制
• 2.3.1 试验装置
• 2.3.2 装置的运行控制
• 2.4 试验设备与试验药品
• 2.4.1 试验设备
• 2.4.2 试验药品
• 2.5 检测项目及方法
• 2.5.1 检测项目
• 2.5.2 受试物浓度检测方法的确立
• 第3章 苯胺和对硝基苯胺的去除特性研究
• 3.1 BAF 的挂膜启动
• 3.1.1 挂膜启动方式的选择
• 3.1.2 挂膜启动结果
• 3.2 不同 EBCT 下 BAF 稳定运行试验
• 3.2.1 出水浓度和去除率分析
• 3.2.2 分层降解情况分析
• 3.2.3 BAF 的容积负荷率分析
• 3.2.4 EBCT 对 BAF 去除苯胺和对硝基苯胺的影响
• 3.2.5 苯胺和对硝基苯胺的降解难易程度的比较
• 3.3 不同气水比下 BAF 稳定运行试验
• 3.4 不同进水浓度下 BAF 稳定运行试验
• 第4章 动力学模型及生物相研究
• 4.1 BAF 底物去除动力学模型
• 4.1.1 曝气生物滤池动力学理论模型的推导
• 4.1.2 动力学模型参数的确定
• 4.2 滤料表面的生物相研究
• 4.2.1 扫描电镜的介绍及生物样品的制备
• 4.2.2 生物膜扫描电镜观察
• 结论与展望
• 主要结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢