好氧生物-Fenton氧化联合处理苯胺类染化废水试验研究

发布时间：2017-12-11 08:39

  本文关键词：好氧生物-Fenton氧化联合处理苯胺类染化废水试验研究

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【摘要】：苯胺类染化废水除了盐度高以外,而且含有大量苯环类化合物等难以降解且有毒的污染物,如果直接排入自然环境中会使土壤、地下水以及地表水受到严重的污染。因此,针对染化废水的特点,本课题采用好氧生物处理与Fenton氧化处理联合工艺对苯胺类染化废水进行处理研究,并利用高通量测序技术分析好氧污泥驯化阶段的微生物群落结构及多样性的变化,为后续技术应用提供理论基础。通过对好氧污泥驯化过程中COD变化及微生物群落结构和多样性的变化研究,可以得出,在一个驯化周期内COD达到稳定所需的时间逐渐缩短,由70.5h变为32 h。出水COD在第6周期达到稳定,为1450 mg/L左右,去除率约50%,说明污泥已逐渐适应废水水质。通过对驯化阶段不同周期的污泥样品进行高通量测序,经分析可得随着反应器的运行,活性污泥中微生物群落组成发生了明显的变化,其中变形菌门占主导地位,大多数为α-变形菌纲和β-变形菌纲,嗜盐菌群大量繁殖,属于优势菌群,说明废水中的盐度等对微生物菌群有选择作用。在驯化第3周期的污泥样品中检测到Sphingopyxis属,其相对丰度升高由0.18%升至5.08%,其有些细菌类群能够对芳香化合物进行生物降解,还能够降解蒽醌染料及其中间体。表明好氧污泥驯化已基本完成,污泥中有适应废水水质的微生物存在,能够用于好氧生物处理试验研究。通过对不同生物量、初始pH值及盐度等因素对好氧生物处理阶段的影响进行试验研究,可得在不同的生物量下,COD的降解速率随着生物量的增加而呈线性增长,单位污泥浓度下的有机物降解速率为6.24mg/L·COD·h-1·(mg/L·MLSS)-1,相关系数R2=0.98704。在初始pH值小于7.0±0.2时,COD的降解速率随着初始pH值升高而变大,后逐渐降低。反应的最适污泥浓度为4g/L;最适的初始pH值为7.0-8.0,并且最佳pH值为7.0左右;最适宜的盐度调整在1.7%;当COD起始浓度为3000 mg/L时,经32h的反应COD值逐渐稳定,降至1500 mg/L,其去除率达到50%左右,pH由7.5降至4.5。通过对好氧生物处理前后水质进行紫外-可见光吸收光谱(UV-VIS)扫描,可以看出虽在不同波长处吸光度均有明显的下降,但在250 nm处的吸收峰仍然存在,说明废水中的污染物质如苯胺等未被完全降解,需对好氧生物处理出水进行深度处理,进一步降低污染物浓度。通过Fenton氧化处理试验对好氧处理出水中残余有机物进行矿化,以进一步降低有机物浓度,由正交试验分析各因素对试验效果影响的次序为:H2O2投加量FeSO4·7H2O用量初始pH值反应时间。单因素水平实验确定试验最佳条件为:初始pH值为3.0,H2O2投加量为12 g/L,FeSO4·7H2O用量为4.95 g/L,反应时间为20 min。在此试验条件下,废水的COD降至约292.5 mg/L,COD去除率达到80.5%左右,色度去除率达50%左右。对Fenton氧化试验出水进行UV-VIS扫描分析,通过250 nm吸光度处吸收峰的消失,可以定性得出废水中苯胺类等有机物在一定程度上被降解为小分子物质。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X788

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