电极生物法处理典型PPCPs的研究

论文摘要

个人护理品和药品PPCPs在人类生活中得到了广泛使用,绝大多数的PPCPs并不能完全被人体利用或吸收,而污水处理厂没有针对这些物质的处理工艺,大量PPCPs进入环境中,对生态环境及人类健康存在潜在威胁。实验采用了生物处理方法与电极生物处理方法降解典型PPCPs-双氯芬酸和布洛芬。实验结果表明,生物处理双氯芬酸基本没有处理效果,生物处理布洛芬,去除效果能达到30%以上。相同水质条件下,生物膜法处理典型PPCPs效果较活性污泥法处理PPCPs好,电极生物膜法处理典型PPCPs较电极活性污泥法效果好。电极生物处理法,能显著提高双氯芬酸和布洛芬的去除效率,双氯芬酸去除效率提高了50%以上,布洛芬去除效率提高了20%以上。考察了进水负荷、电流强度、浓度、反应周期、pH、离子强度对去除效果的影响,确定最佳运行条件。生物方法处理典型PPCPs的最佳运行条件为：进水负荷为1.5 kg·（m3·d）-1,1天2周期,进水PPCPs浓度1.0mg·L-1,pH值为7,离子强度为0.01mol·L-1。电极生物法处理典型PPCPs的最佳运行条件为：进水负荷为1.5kg·（m3·d）-1,电流为10mA,1天3周期,进水PPCPs浓度1.0mg·L-1,pH值为7,离子强度为0.01mol·L-1。同时,建立了生物法和电极-生物法降解典型PPCPs的反应动力学模型。生物法处理双氯芬酸属于生物吸附反应,符合准二级动力学,布洛芬的生物降解符合一级动力学。电极生物法降解双氯芬酸和布洛芬符合一级动力学。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 PPCPs的简介
• 1.1.1 PPCPs的来源
• 1.1.2 PPCPs的危害
• 1.1.3 PPCPs的处理方法
• 1.2 生物处理的工艺及其发展
• 1.2.1 SBR的原理和特点
• 1.2.2 SBBR的原理和特点
• 1.2.3 电极生物膜法的发展和原理
• 1.2.4 电极活性污泥法与电极生物膜法的特点和区别
• 1.3 本研究目的与意义
• 1.4 本课题研究内容
• 第二章 活性污泥和电极活性污泥法降解PPCPs
• 2.1 实验设计
• 2.1.1 实验装置
• 2.1.2 实验用水
• 2.1.3 污泥驯化
• 2.2 实验试剂和仪器
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 分析仪器
• 2.3 试验分析方法
• 2.3.1 COD的测定
• 2.3.2 氨氮的测定
• 2.3.3 双氯芬酸的测定
• 2.3.4 布洛芬的测定
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 进水负荷对去除效果的影响
• 2.4.2 电流强度对去除效果的影响
• 2.4.3 进水浓度对去除效果的影响
• 2.4.4 反应周期对去除效率的影响
• 2.4.5 pH对去除效率的影响
• 2.4.6 离子强度对去除效率的影响
• 2.5 PPCPs降解的动力学研究
• 2.5.1 活性污泥法降解双氯芬酸的动力学研究
• 2.5.2 电极活性污泥法降解双氯芬酸的动力学研究
• 2.5.3 活性污泥法降解布洛芬的动力学研究
• 2.5.4 电极活性污泥法降解布洛芬的动力学研究
• 2.6 扫描电镜分析
• 2.7 本章小结
• 第三章 生物膜法和电极生物膜法处理PPCPs
• 3.1 实验设计
• 3.1.1 实验装置
• 3.1.2 实验用水
• 3.1.3 污泥驯化
• 3.2 实验试剂和仪器
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 分析仪器
• 3.3 实验分析方法
• 3.3.1 COD的测定
• 3.3.2 氨氮的测定
• 3.3.3 双氯芬酸的测定
• 3.3.4 布洛芬的测定
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 进水负荷对去除效果的影响
• 3.4.2 电流强度对去除效果的影响
• 3.4.3 进水浓度对去除效果的影响
• 3.4.4 反应周期对去除效率的影响
• 3.4.5 pH对去除效率的影响
• 3.4.6 离子强度对去除效率的影响
• 3.5 PPCPs降解的动力学研究
• 3.5.1 生物膜法降解双氯芬酸的动力力学研究
• 3.5.2 电极生物法降解双氯芬酸的动力学研究
• 3.5.3 生物膜法降解布洛芬生物的动力学研究
• 3.5.4 电极生物法降解布洛芬的动力学研究
• 3.6 扫描电镜分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 结论与建议
• 4.1 结论
• 4.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者简介