微生物电化学耦合降解2-氯-4-硝基苯酚的效能和机制

发布时间：2020-05-20 14:32

【摘要】：硝基氯苯系物由于其固有的分子结构,使得其成为难生物降解的物质,同时该类物质具有较高毒性、致畸性以及残留时间长,环境分布广等特点,目前已被美国环境总局列为优先控制污染物。本实验针对传统生物法处理硝基氯苯系物废水效率较低,停留时间长,化学法(尤其是高级氧化法)成本高的问题,构建了一种成本低廉、处理效率高的废水处理方法,即微生物电化学耦合法中生物阴极处理含氯含硝基芳香化合物类废水。实验过程中以2-氯-4-硝基苯酚(2Cl4NP)作为污染物,双室BEC作为反应器,在反应器阴极进行厌氧-电化学耦合处理,降解中间产物采用HPLC以及HPLC-MS/MS进行分析,主要结果如下:(1)电压能够影响2Cl4NP的降解,在0.5v电压条件,2Cl4NP的降解显著加快。电压过高或过低都不利于2Cl4NP的降解,并且电压过低会对2Cl4NP的降解产生较为明显的抑制作用。(2)初始底物浓度对2Cl4NP的降解有较大影响,底物初始浓度越高,降解速率越快,降解效率越高,底物初始浓度越低,降解速率越慢,降解效率越低。且初始浓度过低时2Cl4NP不能完全降解。(3)共基质种类会影响2Cl4NP的降解,以乙酸钠为共基质时,降解效果不佳,无法完全降解,在以葡萄糖为基质和不添加基质的情况下,降解效果都比较好,但不加基质条件下降解效果最好。(4)2Cl4NP降解中间产物有2-氯-4-氨基苯酚,对氨基酚,2-氯对苯二酚以及2-氯酚,其中2-氯酚是降解过程中的主要产物。而后2-氯酚继续被还原,最终生成二氧化碳和水。(5)盐桥不能代替质子交换膜而作为BEC反应器的[H]的传递通道。盐桥连接下电压能够影响2Cl4NP降解,但是都比无电压情况下降解效果差。经过质谱分析得知,盐桥连接下2Cl4NP降解主要中间产物为2-氯-4-硝基甲苯和2-(2-氯苯氧基)乙酰氨,以及有少量邻氯苯酚靛酚、2,6-二氯靛酚的生成。对造成差异的原因暂不明确。
【图文】：

Cl4NP结构式Fig1-1Structureof2-chloro-4-nitrophenol

图 1-2 微生物电化学系统原理图 1-2 Schematic of microbial electrochemical sy为底物，阴极以质子为电子受体，，在微生物
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703

【参考文献】

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本文编号：2672766