膜电生物反应器降解高浓度对硝基苯酚废水

发布时间：2017-09-02 15:27

  本文关键词：膜电生物反应器降解高浓度对硝基苯酚废水

  更多相关文章： 对硝基苯酚(PNP) 功能微生物 铁粉 三维电极 膜生物反应器 膜电生物反应器

【摘要】：本文针对含难降解对硝基苯酚(PNP)废水,分别采用微生物—铁粉耦合工艺、三维电极预处理工艺及膜电生物反应器工艺进行处理,研究的主要内容及主要结果如下：以对硝基苯酚作为目标物驯化功能微生物,经驯化后,微生物种群数量急剧减少,但适应性个体数量明显增加,且细胞结构,表面形态均发生显著变化。以难降解的对硝基苯酚(PNP)为研究对象,系统的探究了PNP的初始浓度、pH值、投入铁粉量等因素在缺氧微生物—铁粉共存条件下对PNP废水处理效果的影响。试验结果表明,在PNP初始浓度为100 mg/L, pH值为中性,铁粉2 g/L的条件下,400 min后,耦合工艺对PNP去除率达97.98%,远高于相同条件下两种单一工艺去除率的加和,从而可以快速高效的将PNP降解。通过气质联用(GC-MS)研究发现,耦合反应的中间产物不同于经典微生物降解和传统铁粉降解的产物。研究三维电极法对难降解有机物对硝基苯酚(PNP)的降解能力,确定三维电极法处理对硝基苯酚废水的工艺条件。以PbO2/Ti电极为阳极,钛板为阴极对PNP模拟废水进行处理。通过试验研究分析pH值、进水PNP废水浓度、电流强度、电极板间距、铁粉投加量等因素对三维电极法处理PNP废水效果的影响。实验结果表明,三维电极法能够有效去除废水中PNP,1000 mg/L的PNP最佳反应条件：电解质Na2SO4投加量为50 mmol/L, pH值为3,电压为7V,反应时间为115 min,零价铁粉10g/L,极板间距为3 cm下,去除率高达97.5%。为了与微生物技术相耦合,我们发现即使在温和的条件下(pH=7.0,板间距5 cm电压5V)进行实验时,对硝基苯酚的去除率仍达到72.5%。膜电生物反应器是将膜过滤、生物处理和电催化耦合在一起处理有机废水的方法,本部分通过试验研究pH值、进水PNP废水浓度、电流强度、铁粉投加量等因素对膜电生物反应器处理对硝基苯酚的方法。试验结果表明膜电生物反应器处理对硝基苯酚的最佳试验条件为0.1 g/L铁粉、0.8 A和200 mg/L。
【关键词】：对硝基苯酚(PNP) 功能微生物 铁粉 三维电极 膜生物反应器 膜电生物反应器
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 学位论文的主要创新点3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 文献综述10-20
• 1.1 含PNP废水的主要来源和危害性10
• 1.1.1 PNP废水的主要来源10
• 1.1.2 PNP废水的危害10
• 1.2 处理含PNP废水的物理、化学及生物法10-17
• 1.2.1 物理方法11-12
• 1.2.1.1 吸附法11
• 1.2.1.2 萃取法11
• 1.2.1.3 盐析法11-12
• 1.2.2 化学法12-16
• 1.2.2.1 高级氧化法12-14
• 1.2.2.2 化学沉淀法14
• 1.2.2.3 电化学法14-16
• 1.2.3 生物法16-17
• 1.2.3.1 活性污泥法16
• 1.2.3.2 固定化微生物技术16-17
• 1.3 膜生物反应器(MBR)技术处理有机废水17-18
• 1.3.1 膜生物反应器的特点17
• 1.3.2 国内外膜生物反应器的研究进展17-18
• 1.4 课题的意义及研究思路18-20
• 1.4.1 意义18
• 1.4.2 研究思路18-20
• 第二章 实验部分20-24
• 2.1 实验试剂20
• 2.2 实验仪器20-21
• 2.3 检测内容与分析方法21-24
• 2.3.1 活性污泥形态的观察方法21
• 2.3.2 污泥沉降比(SV_(30))的测定21
• 2.3.3 PNP含量的测定21-22
• 2.3.4 总有机碳(TOC)的测定22
• 2.3.5 污泥浓度(MLSS)的测定22
• 2.3.6 溶解氧(OD)的测定22
• 2.3.7 pH的测定22
• 2.3.8 中间产物的定性22-24
• 第三章 微生物的培养驯化24-34
• 3.1 混合微生物的驯化培养原理24
• 3.2 微生物的培养和驯化24-26
• 3.2.1 污泥的来源24
• 3.2.2 混合污泥的培养驯化24-26
• 3.3 不同阶段微生物情况及现象26-30
• 3.4 缺氧微生物驯化过程30-32
• 3.5 小结32-34
• 第四章 缺氧微生物-铁粉耦合降解对硝基苯酚废水34-40
• 4.1 实验装置和方法34-35
• 4.1.1 实验装置34-35
• 4.1.2 试验方法35
• 4.2 影响对硝基苯酚的因素35-38
• 4.2.1 pH对PNP降解的影响35-36
• 4.2.2 铁粉投加量对PNP降解的影响36
• 4.2.3 PNP初始浓度对PNP降解的影响36-37
• 4.2.4 缺氧微生物—铁粉耦合法与两种单一方法处理PNP废水的对比实验37-38
• 4.3 降解产物初步分析38-39
• 4.4 结论39-40
• 第五章 三维电极处理高浓度对硝基苯酚废水40-50
• 5.1 实验流程与方法40-41
• 5.1.1 实验流程40
• 5.1.2 实验内容40-41
• 5.2 影响对硝基苯酚在三维电极中的影响因素41-47
• 5.2.1 不同pH下PNP废水处理效果的影响41-42
• 5.2.2 不同电极间距对PNP废水降解效果的影响42-43
• 5.2.3 不同电压下对PNP废水处理效果的影响43-44
• 5.2.4 不同初始浓度对PNP废水降解效果的影响44-45
• 5.2.5 不同铁粉投加量对PNP废水降解效果的影响45-46
• 5.2.6 三维电极法与单一电极法及单一铁粉催化法比较46-47
• 5.3 PNP降解过程中产生的中间产物分析47-49
• 5.4 结论49-50
• 第六章 膜电生物反应器降解对硝基苯酚(PNP)废水50-56
• 6.1 试验目的与流程50
• 6.1.1 试验目的50
• 6.1.2 试验流程50
• 6.2 影响PNP在膜电生物反应器中降解的影响因素50-55
• 6.2.1 初始浓度对PNP降解率的影响50-51
• 6.2.2 pH对PNP降解的影响51-53
• 6.2.3 电流对PNP降解率的影响53-54
• 6.2.4 铁粉投加量对PNP降解率的影响54-55
• 6.3 小结55-56
• 第七章 结论56-58
• 参考文献58-64
• 攻读硕士期间发表论文64-66
• 致谢66

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本文编号：779382