2,4-二硝基苯甲醚的零价铁强化生物还原技术研究
本文关键词: 2 4-二硝基苯甲醚 还原 硝基芳香族化合物 上流式厌氧反应器 零价铁 出处:《南京理工大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:为了提高2,4-二硝基苯甲醚(I)NAN)废水的厌氧处理效率,采用零价铁(ZVI)与生物厌氧耦合工艺对DNAN模拟废水进行还原降解,研究零价铁与生物的耦合作用,探究零价铁强化厌氧生物还原DNAN机制。在序批实验中,)NAN浓度为40mg/L,污泥浓度5 g MLVSS/L, ZVI1g/L时,ZVI/厌氧污泥耦合体系可在4小时内可完全降解DNAN,其中2-氨基-4-硝基苯甲醚(2-A-4NAN)是最主要的中间还原产物,最终还原产物2,4-二氨基苯甲醚(DAAN)可达27.69 mg/L,中间产物和最终产物的质量平衡大于98%。而单独厌氧污泥体系中的最终产物DAAN含量只有3.88 mg/L,单独ZVI体系反应主要停留在2-A-4NAN的还原产生阶段,基本没有DAAN产生。耦合体系和单独厌氧污泥体系下的产气主要为CH4气体,最大累积量分别约为1.0599 mmol和0.0289 mmol,耦合体系产气量远大于单独厌氧污泥体系,并且耦合体系最终氧化还原电位(ORP)值为-265.0 mV,明显低于两种单独体系,为厌氧微生物提供了更为适宜的厌氧环境。对于连续流实验,在进水DNAN浓度为120 mg/L, COD浓度为2500 mg/L时,ZVI/上流式厌氧反应器(UASB)耦合体系相较于传统UASB体系,COD去除效率稳定(85%),DNAN还原降解更彻底,并可在短时间内适应水力停留时间(HRT)、盐度等参数的波动,且体系pH更为稳定(6.4-7.0),为厌氧污泥提供更适宜的代谢环境。反应器内ZVI表面具有多种铁的腐蚀产物,这些铁的腐蚀产物与H+的反应既维持了反应器内pH的稳定,又会缓解了ZVI的钝化,保持ZVI在反应器内的活性,体现了ZVI与生物的耦合效应。耦合体系中污泥颗粒形貌相对于传统UASB体系,轮廓清晰,结构密实而又稳定,污泥颗粒具有双层结构,为内层产甲烷菌的生长繁殖提供了有利条件。通过高通量测序技术分析,耦合体系内微生物群落相较于传统体系,多样性更高,物种更丰富,系统具有更高的抗冲击负荷能力,保证体系的稳定运行。
[Abstract]:In order to improve the anaerobic treatment efficiency of 2N _ 4-dinitrophenyl methyl ether (Igna _ N) wastewater, the DNAN simulated wastewater was reduced and degraded by the coupling process of zero-valent iron (ZVI) and biological anaerobics. The interaction between zero-valent iron and biological was studied, and the mechanism of zero-valent iron enhanced anaerobic biological reduction DNAN was explored. In the sequencing batch experiment, the concentration of nan was 40 mg / L. Sludge concentration of 5 g MLVSS / L, ZVI1g/L / anaerobic sludge coupling system can completely degrade DNAN within 4 hours. 2-Amino-4-nitrophenyl methyl ether (2-A-4NAN) is the main intermediate reduction product, and the final reduction product is 2. The DAANs of 4-diaminobenzene methyl ether can reach 27.69 mg/L. The mass balance between the intermediate and the final product was greater than 98, while the DAAN content of the final product in the anaerobic sludge system was only 3.88 mg/L. The reaction of single ZVI system mainly stayed at the stage of 2-A-4NAN reduction, and there was no DAAN production. The gas production in coupling system and anaerobic sludge system was mainly CH4 gas. The maximum accumulative capacity was about 1.0599 mmol and 0.0289 mmol, respectively, and the gas production of the coupling system was much larger than that of the anaerobic sludge system alone. The ORP value of the coupled system is -265.0 MV, which is obviously lower than that of the two separate systems, which provides a more suitable anaerobic environment for anaerobic microbes. When the influent DNAN concentration is 120 mg / L and COD concentration is 2 500 mg/L. Compared with the traditional UASB system, the coupling system of ZVI / UASB is more complete than the traditional UASB system. It can adapt to the fluctuation of HRT and salinity in a short time, and the pH of the system is more stable (6.4-7.0). A more suitable metabolic environment for anaerobic sludge is provided. There are many kinds of iron corrosion products on the surface of ZVI in the reactor. The reaction of these iron corrosion products with H not only maintains the stability of pH in the reactor. It also alleviates the passivation of ZVI, keeps the activity of ZVI in the reactor, and reflects the coupling effect of ZVI and biology. Compared with the traditional UASB system, the profile of sludge particles in the coupling system is clear. The structure is dense and stable, the sludge granule has double layer structure, which provides favorable conditions for the growth and reproduction of methanogenic bacteria in the inner layer. Through high-throughput sequencing analysis, the microbial community in the coupling system is compared with the traditional system. Diversity is higher, species is more abundant, system has higher ability to resist shock load and ensure stable operation of the system.
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X703
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 吴继锋;零价铁处理废水的机理及应用[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2001年02期
2 汤心虎;黄丽莎;莫测辉;李明玉;;超声波协同零价铁降解活性艳红X-3B[J];环境科学;2006年06期
3 王宜成;乔显亮;黄丽萍;陈景文;;零价铁去除水中钼的研究[J];环境科学与技术;2007年06期
4 郭t;王宝娥;;零价铁在环境污染治理应用中的研究进展[J];仲恺农业工程学院学报;2009年04期
5 付丰连;;零价铁处理污水的最新研究进展[J];工业水处理;2010年06期
6 庞龙;周庆祥;苏现伐;;纳米零价铁修饰技术研究进展[J];化工进展;2011年06期
7 陈迪云;张志强;占永革;袁土贵;;零价铁去除含铀废水中的铀[J];广州大学学报(自然科学版);2012年04期
8 吴兰艳;戴友芝;李芬芳;;超声波/零价铁协同体系作用机理探讨[J];环境工程;2012年S2期
9 邵小宇;王冬杰;盛国栋;李益民;;零价铁去除U(Ⅵ)的作用机理及其影响因素[J];核化学与放射化学;2013年01期
10 殷其亮;李筱琴;李瑛;肖阳;;羧甲基纤维素钠改性零价铁在石英砂中的迁移能力[J];化工进展;2013年07期
相关会议论文 前10条
1 陈晓清;冯晓西;;废水零价铁处理的过程研究[A];上海市化学化工学会2005年度学术年会论文摘要集[C];2005年
2 蒋明;张道斌;曹志强;张晖;;零价铁对活性艳红X-3B的脱色动力学研究[A];中国化学会第八届水处理化学大会暨学术研讨会论文集[C];2006年
3 刘静;刘爱荣;张伟贤;;纳米零价铁在修复重金属污染水体中物理化学性质演变研究[A];2013中国环境科学学会学术年会浦华环保优秀论文集[C];2013年
4 刘希涛;孙可;张桂香;赵烨;;零价铁参与的微波水热反应用于多氯联苯脱氯[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
5 贾汉忠;王传义;;有机改性蒙脱石负载纳米零价铁的制备及其吸附-降解有机污染物研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
6 吴丽梅;吕国诚;廖立兵;;活性炭负载纳米零价铁去除污水中六价铬的研究[A];2012年全国矿物科学与工程学术研讨会论文集[C];2012年
7 玄小立;王川;刘鸿;马军;;零价铁技术去除水中氯代有机污染物研究进展[A];第三届全国环境化学学术大会论文集[C];2005年
8 张瑞华;孙红文;;零价铁去除复合污染条件下铬、砷动力学研究[A];第三届全国环境化学学术大会论文集[C];2005年
9 李益民;李建法;;柱撑膨润土在零价铁去除污染物中的协同作用研究[A];中国化学会第27届学术年会第02分会场摘要集[C];2010年
10 方战强;邱心泓;丘秀祺;陈金红;;纳米零价铁在有毒污染物治理中的应用[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
相关博士学位论文 前10条
1 刘菲;处理地下水中挥发性氯代脂肪烃的零价铁渗透反应格栅研究[D];中国地质大学(北京);2003年
2 田凯勋;超声波/零价铁体系降解典型氯代芳香化合物特性及机理研究[D];湘潭大学;2013年
3 纳曼;腐殖酸对纳米零价铁修复污染物的抑制及抗抑制机理研究[D];浙江大学;2010年
4 陈亮;零价铁渗透反应格栅中铁的微生物钝化效应及电活化技术[D];中国地质大学(北京);2012年
5 徐佳丽;蒙脱石负载纳米零价铁对水溶液中铀的去除研究[D];中国地质大学;2014年
6 赵进英;零价铁/过硫酸钠体系产生硫酸根自由基氧化降解氯酚的研究[D];大连理工大学;2010年
7 朱雪强;岩溶地下水四氯化碳污染的零价铁修复实验研究[D];中国矿业大学;2014年
8 高园园;纳米零价铁强化植物修复电子垃圾污染土壤的效果和机理[D];南开大学;2014年
9 周涛;氯酚类物质在零价铁强化还原/氧化体系中的降解研究[D];华中科技大学;2008年
10 冯婧微;纳米零价铁及铁(氢)氧化物去除水中Cr(Ⅵ)和Cu~(2+)的机制研究[D];沈阳农业大学;2012年
相关硕士学位论文 前10条
1 郑爽爽;零价铁—厌氧污泥联合体系处理猪场废水的研究[D];浙江大学;2015年
2 王培;纤维素改性纳米零价铁及其对水中染料的脱色降解研究[D];昆明理工大学;2015年
3 和婧;纳米零价铁对阳离子染料脱色降解的研究[D];昆明理工大学;2015年
4 刘小诗;砷镉超标农田钝化剂的筛选及调控效应研究[D];中国农业科学院;2015年
5 刘军;铀—碳酸/钙—铀—碳酸络合物又子红土及纳米零价铁吸附铀性能的影响[D];东华理工大学;2015年
6 张冲;纳米零价铁芬顿体系降解三氯乙烯实验研究[D];中国地质大学(北京);2015年
7 孙玉林;废水中Cr(Ⅵ)、As (Ⅴ)处理技术及其污染去除机理[D];山东建筑大学;2015年
8 赵丹;纳米零价铁去除水中六价铬、甲基橙染料和三氯乙烯的研究[D];中国地质大学(北京);2014年
9 李莹莹;纳米级零价铁的制备及其在废水处理中的应用研究[D];长安大学;2015年
10 张帅;2,4-二硝基苯甲醚的零价铁强化生物还原技术研究[D];南京理工大学;2015年
,本文编号:1464919
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/1464919.html