零价铁/磁/厌氧微生物联合体系降解硝基苯废水的研究

论文摘要

目前,国内外学者对零价铁/厌氧微生物体系降解有机物的相关研究已有较多报道,但是该体系存在的一个重要的问题就是铁粉在反应系统中易沉底,故设想在零价铁/厌氧微生物体系中加入磁块,使铁粉能吸附于其表面。此举既可增大铁粉与污泥的接触面积,提升铁粉参与反应的效率,并可通过控制磁块方便地对铁粉进行更换与清洗,解决了铁粉的沉积问题。但构成的零价铁/磁/厌氧微生物体系目前尚无研究报道,本实验以硝基苯为目标降解物,诣在探究该体系降解有机物的效果、影响因素及机理。本试验先启动UASB反应器培养污泥,考察了在二次启动过程中反应器出水pH值,TSS,VSS,CODcr与CODf等指标的变化,探究了反应区不同部位CODf去除效率的差异及其产生机理,以便为UASB反应器的启动提供参考。启动成功后,以反应器内颗粒污泥为实验污泥,以硝基苯为目标物,先考察了零价铁、磁、厌氧微生物、零价铁/厌氧微生物、零价铁/磁、磁/厌氧微生物、零价铁/磁/厌氧微生物和空白对照这八个体系对硝基苯的降解特性,初步探讨零价铁、磁、厌氧微生物三者之中两两物质之间降解硝基苯的协同效应或抑制作用,并考察零价铁/磁/厌氧微生物联合体系处理含硝基苯废水的影响因素,同时研究了硝基苯降解过程中苯胺含量的变化,初步探索了零价铁/磁/厌氧微生物联合体系的降解机理,研究结果表明:（1）用本文的三阶段启动法可以成功启动UASB反应器,且启动速度快、效率高。二次启动完成时,出水的CODcr与CODf去除率均达到75%,COD去除率呈反应器出水>反应器上部取样>反应器中部取样的规律,COD去除率变化幅度呈反应器中部取样>反应器上部取样>反应器出水的规律。（2）磁的加入不会对零价铁/厌氧微生物系统产生明显抑制作用,且永磁铁可固定铁粉,使铁粉可依托于磁块悬于生化池中,这不仅增大了铁粉与污泥的接触面积,提升了铁粉的利用率,而且可通过控制磁块对铁粉进行更换与清洗,解决了铁粉的沉积问题,该体系具备一定的工业化生产价值。（3）零价铁/磁/厌氧微生物体系处理含硝基苯废水的零价铁最佳投加量为240 mg/L,在120h时硝基苯降解率可达98%,零价铁/磁/厌氧微生物体系处理含硝基苯废水的最佳磁场场强是6 mT,在该磁场强度下,体系可发挥最大活性。（4）零价铁与磁的同时加入,使得原有厌氧微生物的最适温度范围由30℃-35℃升高至35℃-40℃。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 硝基苯的结构及性质
• 1.1.1 硝基苯的结构
• 1.1.2 硝基苯的危害性及毒理学
• 1.1.3 硝基苯废水的特征
• 1.2 硝基苯废水处理研究现状
• 1.2.1 物理法处理技术
• 1.2.2 化学法处理技术
• 1.2.3 生物法处理技术
• 1.3 零价铁与厌氧微生物联合体系的研究进展
• 1.4 磁生物技术的研究现状
• 1.4.1 磁场生物效应的应用研究及发展
• 1.4.2 磁处理加强生物降解能力的机理分析
• 1.5 本论文创新点说明
• 1.6 本论文目的和内容
• 第2章 厌氧微生物的培养
• 2.1 UASB 反应器概述
• 2.1.1 UASB 反应器简介
• 2.1.2 UASB 反应器工作原理及特点
• 2.2 UASB 反应器对厌氧污泥的培养
• 2.2.1 实验材料与方法
• 2.2.2 实验结果与讨论
• 2.3 本章小结
• 第3章 零价铁/磁/厌氧微生物联合体系降解硝基苯初探
• 3.1 实验材料与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验仪器与设备
• 3.1.3 分析项目及方法
• 3.1.4 实验方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 不同体系对硝基苯降解效果比较
• 3.2.2 不同体系苯胺生成量的比较
• 3.3 本章小结
• 第4章 零价铁/磁/厌氧微生物联合体系降解硝基苯的影响因素及机理研究
• 0 投加量对体系降解硝基苯效果的影响'>4.1 Fe⁰投加量对体系降解硝基苯效果的影响
• 4.1.1 实验设置
• 4.1.2 实验结果与讨论
• 4.2 磁场强度对体系降解硝基苯效果的影响
• 4.2.1 实验设置
• 4.2.2 实验结果与讨论
• 4.3 温度对体系降解硝基苯效果的影响
• 4.3.1 实验设置
• 4.3.2 实验结果与讨论
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 （攻读硕士学位期间公开发表的论文）