次氯酸氧化+SRB耦合脱氮硫杆菌共去除电镀废水中镍硫氮的研究

发布时间：2023-04-05 12:57

　　电镀含镍废水是一种难处理的工业废水,其中部分镍以络合态的形式存在,如乙二胺四乙酸镍(EDTA-Ni)。EDTA-Ni结构稳定,难以被微生物降解,不能实现镍含量的达标排放。而且电镀废水常常含有大量硝酸盐和硫酸盐,而碳含量却很低,硝酸盐的去除也成为含镍废水的处理难点。因此,本研究以电镀含镍废水中EDTA-Ni和硝酸盐为目标污染物,利用次氯酸催化氧化耦合微生物(硫酸盐还原菌和脱氮硫杆菌混合)共去除电镀废水中的镍硫氮,实现硝酸盐和镍的达标排放及镍的回收利用。首先,以羟基氧化镍为催化剂催化次氯酸钠氧化EDTA-Ni,在催化氧化过程中不仅能够循环再生羟基氧化镍,表现高效催化性(>95%镍去除),而且实现镍的循环利用,成功回收镍。通过SEM、IR、XRD、XPS等表征技术发现反应前后催化剂主要表面特征、材料结构及元素价态都没有发生明显变化,而且随着催化剂的循环利用,反应速率反而加快。主要是因为在次氯酸的作用发生羟基氧化镍与氢氧化镍循环再生过程,羟基氧化镍表现高效催化性和稳定性,加速次氯酸转化为自由氧降解EDTA-Ni。硫酸盐还原菌(SRB)同步去除硫酸盐和金属镍的响应面实验结果表明硫酸盐还原菌...

【文章页数】：135 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 电镀废水
        1.1.1 电镀废水简介
        1.1.2 电镀含镍废水的特点
        1.1.3 电镀含镍废水的危害
    1.2 电镀含镍废水处理研究现状
        1.2.1 化学沉淀法
        1.2.2 化学氧化法
        1.2.3 电化学法
        1.2.4 吸附法
        1.2.5 离子交换法
        1.2.6 膜分离法
        1.2.7 光催化氧化法
    1.3 次氯酸氧化法
    1.4 生物法
        1.4.1 硫酸盐还原菌
        1.4.2 脱氮硫杆菌
        1.4.3 同步硫酸盐还原与反硝化研究
    1.5 本论文的研究意义、目的和内容
        1.5.1 本论文的研究意义、目的
        1.5.2 本论文的研究内容
第二章 羟基氧化镍催化氧化EDTA-Ni的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验的主要试剂
        2.2.2 实验的主要仪器设备
        2.2.3 实验方法
        2.2.4 分析测试方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1单因素实验
        2.3.2 场发射扫面电镜(SEM)分析
        2.3.3 傅里叶红外光谱(IR)分析
        2.3.4 X射线衍射(XRD)分析
        2.3.5 X射线冠电子能谱(XPS)分析
        2.3.6 羟基氧化镍催化氧化机理分析
    2.4 本章小结
第三章 Fe²⁺和Fe³⁺对硫酸盐还原菌除镍的影响研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 主要实验仪器
        3.2.3 实验方法
        3.2.4 分析测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1响应面优化实验
        3.3.2 UASB实验分析
        3.3.3 微生物群落分析
        3.3.4 RDA分析
    3.4 本章小结
第四章 Fe²⁺对脱氮硫杆菌脱氮的影响研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 主要实验仪器
        4.2.3 实验方法
        4.2.4 分析测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 条件优化
        4.3.2 UASB反应器优化条件
        4.3.3 Fe²⁺对反硝化的影响
        4.3.4 微生物群落分析
        4.3.5 微生物组成与环境变量之间的关系
    4.4 本章小结
第五章 Fe²⁺对SRB-ADSOB脱氮除镍的影响研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验材料
        5.2.2 主要实验仪器
        5.2.3 实验方法
        5.2.4 分析测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 优化条件
        5.3.2 Fe²⁺对SRB-ADSOB的影响
        5.3.3 微生物群落分析
        5.3.4 COG和 KEGG分析
    5.4 本章小结
第六章 硫循环机理研究
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 实验的主要试剂
        6.2.2 实验的主要仪器设备
        6.2.3 实验方法
        6.2.4 分析测试方法
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 纯化后菌的性能研究
        6.3.2 硫酸盐还原菌与脱氮硫杆菌组合效果研究
        6.3.3 乳酸钠和Fe²⁺对SRB-SOB系统的影响
        6.3.4 硫酸盐还原菌与脱氮硫杆菌体系的硫循环机理研究
        6.3.5 菌种分析
    6.4 本章小结
结论与展望
    结论
    本论文的创新之处
    展望
参考文献
攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3783455