采用连续流搅拌槽式反应器厌氧处理含五氯酚废水的研究

论文摘要

五氯酚（PCP）是具有致畸、致癌、致突变作用的难生物降解物质,是美国环保局（EPA）以及我国环境优先控制的重点污染物之一。近年来,国外的大量研究表明五氯酚在厌氧条件可以获得良好的降解效果,但在国内在这方面的研究还处于起步阶段。本文采用连续流搅拌槽式反应器（CSTR）厌氧降解PCP,研究了反应器启动和连续稳定运行过程中的工艺条件,以期为开发和应用厌氧处理含PCP废水的技术提供基础数据。本研究中首先确定准确、快速和灵敏的PCP的检测方法。分析了紫外分光光度计法和高效液相色谱法两种检测方法:紫外分光光度计法平均相对标准偏差为6.0%,方法的检测限为0.92mg/L,加标回收率平均值为96.97%,而高效液相法的平均相对标准偏差低于1%,方法的检测限8.25μg/L,加标回收率平均值为98.71%。通过对比确定试验中测定高浓度五氯酚时可以选择紫外分光光度计法,低浓度时采用高效液相色谱法检测。反应器运行过程中,首先考察了pH、外加葡萄糖浓度以及PCP负荷的作用规律,同时还探讨了水力学停留时间、反应器搅拌速度对反应器工作性能的影响。实验结果表明出水pH在6.37.1时反应器运行效果良好,当反应器运行过程中pH值过低时,可以加入NaHCO3进行调节,其加入量以0.3g/L为宜;葡萄糖浓度适当增加有利于PCP以及COD的降解,本研究中适宜的浓度为2.2g/L;反应器搅拌速度在150r/min180r/min范围内,以及水力学停留时间为68h时,对PCP和COD可以得到较高的降解效果。在上述最佳工艺条件下,进行了反应器的第二次启动和连续运行。初始COD负荷为2.73kg·m-3·d-1时,反应器经过21天达到稳定的运行状态,PCP负荷由1.0×10-3kg·m-3·d-1提高至48×10-3kg·m-3·d-1,五氯酚的去除率可以达到90%左右,而且随PCP负荷的增加PCP和COD去除率呈下降趋势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 五氯酚的结构及性质
• 1.1.2 五氯酚的来源和污染现状
• 1.1.3 五氯酚对微生物的毒性作用
• 1.1.4 五氯酚降解的研究概况
• 1.2 含五氯酚废水的厌氧生物降解
• 1.2.1 微生物厌氧降解的影响因素
• 1.2.2 五氯酚厌氧降解机理及动力学
• 1.3 厌氧处理系统概述
• 1.3.1 厌氧生物反应器的发展简介
• 1.3.2 连续流搅拌槽式反应器
• 1.4 课题的研究意义和研究内容
• 1.4.1 课题的来源
• 1.4.2 课题的研究目的和意义
• 1.4.3 课题的研究内容
• 第2章 五氯酚检测方法的确定
• 2.1 紫外分光光度计法
• 2.1.1 材料和仪器
• 2.1.2 分析方法
• 2.1.3 结果和讨论
• 2.2 高效液相色谱法
• 2.2.1 材料和仪器
• 2.2.2 分析方法
• 2.2.3 结果与讨论
• 2.3 紫外分光光度法和高效液相法的比较
• 2.3.1 方法精密度对比
• 2.3.2 方法回收率对比
• 2.4 本章小结
• 第3章 厌氧降解五氯酚最佳工艺参数的研究
• 3.1 实验材料和方法
• 3.1.1 实验装置
• 3.1.2 实验所用种泥和废水
• 3.1.3 反应器运行参数控制
• 3.2 实验的分析项目和测定方法
• 3.2.1 主要分析项目和方法
• 3.2.2 高效液相色谱法测定五氯酚的预处理
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 运行过程中COD 和PCP 的去除性能
• 3.3.2 运行过程中pH 值的变化
• 3.3.3 碳酸氢钠加入量对PCP 去除率的影响
• 3.3.4 水力停留时间对PCP 和COD 的去除率的影响
• 3.3.5 外加葡萄糖对PCP 和COD 的去除率的影响
• 3.3.6 搅拌速度对PCP 和COD 去除率的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 最佳工艺条件下反应器稳定连续运行状况
• 4.1 接种污泥和反应器运行参数控制
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 运行过程中COD 和PCP 的去除率变化
• 4.2.2 pH 值的变化以及对PCP 和COD 去除率的影响
• 4.2.3 污泥性状的变化
• 4.2.4 PCP 负荷的作用规律
• 4.2.5 厌氧降解五氯酚出水产物的初步分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢