新型陶粒基铁碳微电解-UAF-UBAF组合工艺处理环丙沙星废水研究
发布时间：2022-12-05 07:12
环丙沙星是近年来国内外广泛应用的一种广谱型抗菌新药,其生产过程中会有大量有毒有机废水产生。环丙沙星废水中含有抗生素成品及医药生产中间体等高浓度有机物,抑菌性强,难以直接生物降解,进入水体污染物危害大。因此,研发出高效的环丙沙星废水处理技术是十分迫切和必要的。本文旨在研究以新型铁碳陶粒为填料的铁碳微电解预处理系统和以轻质污泥陶粒为填料的厌氧-好氧生物滤池系统联合处理模拟环丙沙星废水的降解效果。通过开展一系列的试验研究,初步探明了该组合工艺应用于环丙沙星废水处理的可行性和优越性,确定了适宜的工艺条件,以期为实际工程的设计与应用提供理论依据和实践指导。在陶粒基铁碳微电解预处理环丙沙星废水的研究中,主要考察了进水pH、气水比（A/L）和水力停留时间（HRT）对CODcr,TOC和CIP去除效果的影响。反应体系的最适进水pH为4,最佳气水比为15,最佳反应时间为3h。在最优反应条件下,对CODcr,TOC和CIP的去除率分别稳定在57%,73%和34%左右。经过铁碳微电解预处理后,废水中部分环丙沙星大分子被去除或结构遭到破坏,废水的可生化性有明显改善,其可生化性系数BOD5/COD的值由0.21...
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 本研究的目的和意义
1.2 文献综述
1.2.1 环丙沙星废水的产生与处理技术研究现状
1.2.1.1 物理化学法
1.2.1.2 生物处理法
1.2.1.3 组合工艺处理法
1.2.2 铁碳微电解法研究进展
1.2.2.1 铁碳微电解技术作用机理
1.2.2.2 铁碳微电解影响因素
1.2.2.3 铁碳微电解应用现状
1.2.2.4 铁碳微电解应用中存在的问题
1.2.2.5 微电解技术的研究发展方向
1.2.3 厌氧及好氧生物滤池技术研究现状
1.2.3.1 厌氧及好氧生物滤池概况
1.2.3.2 厌氧及好氧生物滤池中填料的研究
1.3 课题研究内容及创新之处
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究的创新之处
1.3.3 研究技术路线
第二章 实验材料和方法
2.1 陶粒填料的制备
2.1.1 轻质污泥陶粒的制备
2.1.2 铁碳微电解陶粒的制备
2.2 铁碳微电解-UAF-UBAF系统的设计、启动和运行
2.2.1 铁碳微电解-UAF-UBAF系统的设计
2.2.2 模拟环丙沙星废水的配置
2.3 水质测试指标及方法
2.4 微生物种群高通量测序
2.4.1 生物膜样品的提取和制备
2.4.2 基质DNA的提取、PCR扩增及高通量测序
第三章 陶粒基铁碳微电解预处理环丙沙星废水研究
3.1 铁碳微电解最佳运行条件
3.1.1 进水pH
3.1.2 曝气强度
3.1.3 水力停留时间
3.1.4 最佳条件下处理效果研究
3.2 本章小结
第四章 陶粒基曝气生物滤池处理环丙沙星废水研究
4.1 陶粒基UBAF的启动与挂膜
4.2 环丙沙星负荷对UBAF系统处理效果的影响
4.3 UBAF系统内微生物种群结构及多样性变化分析
4.3.1 环丙沙星对微生物种群结构演替影响分析的重要性
4.3.2 CIP对生物膜中EPS组成影响分析
4.3.2.1 CIP对EPS中化学组成影响
4.3.2.2 CIP对EPS化学结构影响
4.3.3 CIP对UBAF中微生物种群结构变化的影响
4.3.3.1 高通量测序的原始数据分析
4.3.3.2 微生物种群的多样性变化分析
4.3.3.3 微生物种群结构和功能性群落分析
4.4 本章小结
第五章 陶粒基铁碳微电解-UBAF组合系统对环丙沙星废水的处理研究
5.1 铁碳微电解-UBAF组合系统对环丙沙星废水的处理效果
5.1.1 对COD_(cr)和NH_4-N的去除效果
5.1.2 对TP和CIP的去除效果
5.2 铁碳微电解-UBAF组合系统降解CIP机理研究
5.2.1 降解产物测定
5.2.2 降解途径分析
5.3 本章小结
第六章 新型陶粒基铁碳微电解-UAF-UBAF组合工艺处理环丙沙星废水效果的研究
6.1 UAF-UBAF组合工艺处理环丙沙星废水
6.1.1 有机负荷对UAF-UBAF系统处理效果的影响
6.1.2 环丙沙星负荷对UAF-UBAF系统处理效果的影响
6.2 陶粒基铁碳微电解-UAF-UBAF串联组合工艺处理环丙沙星废水
6.3 本章小结
第七章 陶粒基铁碳微电解强化技术研究
7.1 强化微电解技术研究
7.2 新型催化微电解陶粒的制备及应用
7.2.1 新型催化微电解陶粒的制备及表征
7.2.2 新型催化微电解陶粒处理环丙沙星效果研究
7.3 电解强化微电解
7.3.1 阳极材料对E-ME系统的影响
7.3.2 外加电压对E-CME系统的影响
7.4 本章小结
第八章 结论与展望
8.1 主要结论
8.2 展望与建议
参考文献
致谢
攻读硕士硕士学位期间发表的论文
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]铈负载SBA-15分子筛催化臭氧氧化水中环丙沙星[J]. 马骕骦,潘兆琪,陈伟锐,李旭凯,李来胜. 环境化学. 2016(05)
[2]介孔氧化铁催化降解诺氟沙星实验条件的优化研究[J]. 闫欣,张璇,黄天地,隋铭皓. 四川环境. 2016(02)
[3]氟喹诺酮类抗生素在土壤中的归趋及其生态毒性研究进展[J]. 管荷兰,于海凤,王嘉宇. 生态学杂志. 2012(12)
[4]UASB处理头孢类抗生素制药废水的试验研究[J]. 刘锋,姜友蕾,熊芳芳,马三剑. 工业用水与废水. 2012(05)
[5]含Cu-EDTA络合配离子废水的铁碳微电解处理（英文）[J]. 陈润华,柴立元,王云燕,刘恢,舒余德,赵静. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(04)
[6]臭氧氧化降解给水系统中诺氟沙星的实验研究[J]. 薛罡,周宁娟,刘亚男,钭晨. 环境工程学报. 2012(01)
[7]诺氟沙星水溶液的湿式氧化分解及其产物的生成途径[J]. 施华顺,韦朝海,杨清玉,胡芸,关清卿,刘浔. 环境工程学报. 2011(06)
[8]Fenton及UV/Fenton法对污水中诺氟沙星降解与矿化的研究[J]. 韩宁,熊振湖. 天津建设科技. 2011(01)
[9]除尘灰综合利用技术的开发与应用[J]. 王玮,孟令和. 中国资源综合利用. 2011(02)
[10]含铜黄连素废水的铁碳微电解预处理及铜回收研究[J]. 肖宏康,肖书虎,宋永会,曾萍,邵红,张国芳,李辉. 环境工程技术学报. 2011(01)
博士论文
[1]混凝—水解/好氧MBBR-Fenton法处理抗生素发酵废水研究[D]. 邢子鹏.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]高炉布袋除尘灰的基础性能与应用研究[D]. 王傲松.山东大学 2009
[2]铁炭微电解-Fenton试剂—混凝组合工艺预处理糠醛废水[D]. 沙娜.吉林大学 2007
[3]铁炭微电解处理高浓度难降解有机废水实验研究和工程应用[D]. 张良金.重庆大学 2007
本文编号：3709939
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 本研究的目的和意义
1.2 文献综述
1.2.1 环丙沙星废水的产生与处理技术研究现状
1.2.1.1 物理化学法
1.2.1.2 生物处理法
1.2.1.3 组合工艺处理法
1.2.2 铁碳微电解法研究进展
1.2.2.1 铁碳微电解技术作用机理
1.2.2.2 铁碳微电解影响因素
1.2.2.3 铁碳微电解应用现状
1.2.2.4 铁碳微电解应用中存在的问题
1.2.2.5 微电解技术的研究发展方向
1.2.3 厌氧及好氧生物滤池技术研究现状
1.2.3.1 厌氧及好氧生物滤池概况
1.2.3.2 厌氧及好氧生物滤池中填料的研究
1.3 课题研究内容及创新之处
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究的创新之处
1.3.3 研究技术路线
第二章 实验材料和方法
2.1 陶粒填料的制备
2.1.1 轻质污泥陶粒的制备
2.1.2 铁碳微电解陶粒的制备
2.2 铁碳微电解-UAF-UBAF系统的设计、启动和运行
2.2.1 铁碳微电解-UAF-UBAF系统的设计
2.2.2 模拟环丙沙星废水的配置
2.3 水质测试指标及方法
2.4 微生物种群高通量测序
2.4.1 生物膜样品的提取和制备
2.4.2 基质DNA的提取、PCR扩增及高通量测序
第三章 陶粒基铁碳微电解预处理环丙沙星废水研究
3.1 铁碳微电解最佳运行条件
3.1.1 进水pH
3.1.2 曝气强度
3.1.3 水力停留时间
3.1.4 最佳条件下处理效果研究
3.2 本章小结
第四章 陶粒基曝气生物滤池处理环丙沙星废水研究
4.1 陶粒基UBAF的启动与挂膜
4.2 环丙沙星负荷对UBAF系统处理效果的影响
4.3 UBAF系统内微生物种群结构及多样性变化分析
4.3.1 环丙沙星对微生物种群结构演替影响分析的重要性
4.3.2 CIP对生物膜中EPS组成影响分析
4.3.2.1 CIP对EPS中化学组成影响
4.3.2.2 CIP对EPS化学结构影响
4.3.3 CIP对UBAF中微生物种群结构变化的影响
4.3.3.1 高通量测序的原始数据分析
4.3.3.2 微生物种群的多样性变化分析
4.3.3.3 微生物种群结构和功能性群落分析
4.4 本章小结
第五章 陶粒基铁碳微电解-UBAF组合系统对环丙沙星废水的处理研究
5.1 铁碳微电解-UBAF组合系统对环丙沙星废水的处理效果
5.1.1 对COD_(cr)和NH_4-N的去除效果
5.1.2 对TP和CIP的去除效果
5.2 铁碳微电解-UBAF组合系统降解CIP机理研究
5.2.1 降解产物测定
5.2.2 降解途径分析
5.3 本章小结
第六章 新型陶粒基铁碳微电解-UAF-UBAF组合工艺处理环丙沙星废水效果的研究
6.1 UAF-UBAF组合工艺处理环丙沙星废水
6.1.1 有机负荷对UAF-UBAF系统处理效果的影响
6.1.2 环丙沙星负荷对UAF-UBAF系统处理效果的影响
6.2 陶粒基铁碳微电解-UAF-UBAF串联组合工艺处理环丙沙星废水
6.3 本章小结
第七章 陶粒基铁碳微电解强化技术研究
7.1 强化微电解技术研究
7.2 新型催化微电解陶粒的制备及应用
7.2.1 新型催化微电解陶粒的制备及表征
7.2.2 新型催化微电解陶粒处理环丙沙星效果研究
7.3 电解强化微电解
7.3.1 阳极材料对E-ME系统的影响
7.3.2 外加电压对E-CME系统的影响
7.4 本章小结
第八章 结论与展望
8.1 主要结论
8.2 展望与建议
参考文献
致谢
攻读硕士硕士学位期间发表的论文
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]铈负载SBA-15分子筛催化臭氧氧化水中环丙沙星[J]. 马骕骦,潘兆琪,陈伟锐,李旭凯,李来胜. 环境化学. 2016(05)
[2]介孔氧化铁催化降解诺氟沙星实验条件的优化研究[J]. 闫欣,张璇,黄天地,隋铭皓. 四川环境. 2016(02)
[3]氟喹诺酮类抗生素在土壤中的归趋及其生态毒性研究进展[J]. 管荷兰,于海凤,王嘉宇. 生态学杂志. 2012(12)
[4]UASB处理头孢类抗生素制药废水的试验研究[J]. 刘锋,姜友蕾,熊芳芳,马三剑. 工业用水与废水. 2012(05)
[5]含Cu-EDTA络合配离子废水的铁碳微电解处理（英文）[J]. 陈润华,柴立元,王云燕,刘恢,舒余德,赵静. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(04)
[6]臭氧氧化降解给水系统中诺氟沙星的实验研究[J]. 薛罡,周宁娟,刘亚男,钭晨. 环境工程学报. 2012(01)
[7]诺氟沙星水溶液的湿式氧化分解及其产物的生成途径[J]. 施华顺,韦朝海,杨清玉,胡芸,关清卿,刘浔. 环境工程学报. 2011(06)
[8]Fenton及UV/Fenton法对污水中诺氟沙星降解与矿化的研究[J]. 韩宁,熊振湖. 天津建设科技. 2011(01)
[9]除尘灰综合利用技术的开发与应用[J]. 王玮,孟令和. 中国资源综合利用. 2011(02)
[10]含铜黄连素废水的铁碳微电解预处理及铜回收研究[J]. 肖宏康,肖书虎,宋永会,曾萍,邵红,张国芳,李辉. 环境工程技术学报. 2011(01)
博士论文
[1]混凝—水解/好氧MBBR-Fenton法处理抗生素发酵废水研究[D]. 邢子鹏.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]高炉布袋除尘灰的基础性能与应用研究[D]. 王傲松.山东大学 2009
[2]铁炭微电解-Fenton试剂—混凝组合工艺预处理糠醛废水[D]. 沙娜.吉林大学 2007
[3]铁炭微电解处理高浓度难降解有机废水实验研究和工程应用[D]. 张良金.重庆大学 2007
本文编号：3709939
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