生物膜电极法对对硝基酚降解效果的研究

发布时间：2020-02-15 21:23

【摘要】：随着现代工业和经济的快速发展,水污染已成为阻碍社会可持续发展的严峻问题。有毒、难降解有机废水的治理因缺乏有效的处理方法成为水处理领域内的重点和难点,也是当代环境治理亟需解决的重大问题之一。本工作在全面综述了国内外处理含酚废水的方法研究进展的基础上,选择了将化学法与生物法相结合的生物膜电极技术为研究方向,以对硝基酚(PNP)为模拟污染物,开展对生物膜电极技术的基础研究,为生物膜电极技术在实际废水处理中的应门用奠定基础。本文以自制的生物膜电极反应器,以活性炭纤维为阳极,以经培养驯化后所得的生物膜电极为阴极,通过电化学与生物化学的作用机理降解对硝基酚废水。采用生物膜法、电化学法与生物膜电极法这三种不同方法降解对硝基酚并比较分析,进一步考察生物膜电极对对硝基酚的降解可行性研究。研究表明:当PNP初始浓度为100mg L-1,处理10h时,生物膜电极法对含对硝基酚废水中的PNP和COD去除效果明显好于其它两种。详细研究了单因素外加电压、初始污染物浓度、曝气量、电解质浓度和初始pH值对含对硝基酚废水中PNP去除和COD去除效果的影响,从而得出各因素影响规律。研究表明,随着外加电压的不断增加,废水中的PNP去除率和COD去除率均呈现先增加后降低的趋势;均随初始浓度的增加而降低;随着曝气量、电解质浓度和初始pH值的增加也均呈现先增加后降低的趋势。经正交实验分析得出,曝气量对废水中PNP的去除率影响最大,pH值次之,电解质浓度最小,在追加实验后得对硝基酚废水中的PNP去除率为85.85%。采用响应曲面法进一步优化实验条件,选用Box-Benhnken Design(BBD)实验设计方法,经过Design expert7.0软件进行分析得出了生物膜电极法降解对硝基酚的二次多项式拟合模型,并且得出了各因素之间的交互作用对PNP去除率影响大小为,曝气量-pH值曝气量-电解质浓度电解质浓度-pH值。经过优化分析,PNP去除率大于60%的点有30个,在曝气量0.22m3·h-1,电解质浓度为0.99g.L-1,pH值7.16时,为最大去除率86.2883%。最后,进行对硝基酚生物膜电极处理动力学研究。研究表明:PNP降解动力学分析中,外加电压、电解质浓度和初始pH值对PNP降解符合表观一级反应动力学规律。同时,对不同影响因素对反应速率常数的影响进行了研究,结果表明:在生物膜电极反应槽中,反应速率常数均随外加电压、电解质浓度和初始pH值的增加先增加后降低。
【图文】：

的吸附量超过了邋９５％，二次除酚率可达９９．９９％。２０１ＣＮ交换树脂吸附苯酚的工艺己应用逡逑于实际工业中，该法操作条件的ＰＨ值范围是３？１０，最佳ｐＨ值是７。其处理工艺流程见逡逑图１．２。应用结果表明，２０１ＣＮ树脂处理含酚废水的技术对中小型实际生产工作具有一定逡逑实际意义。但是废水含酚浓度过高，单独使用此法进行处理，则效果不佳，若将这种方法逡逑与其他方法综合使用，，将会完善离子交换树脂的作用。逡逑含

本文编号：2579922