硝基苯在水平潜流人工湿地中的降解规律及途径研究

发布时间：2020-08-13 22:12

【摘要】：工业快速发展产生的大量废水,未经过适当的处理而直接排放则给生态环境带来了巨大的压力,同时其环境危害也逐渐引起了人们的重视。尤其在发展中国家,由于受到经济条件的限制,以农业为基础的工业生产没有建设有效的废水处理设施,致使大量未经过处理或处理不当的废水直接排放到生态系统中。工业产生的废水通常含有大量无机和有机污染物,其中有机污染物包括易生物降解和不易生物降解的成分。硝基苯是塑料和染料工业常用的一种生产原料,其属于危险性高的硝基芳香化合物。由于已有的相关化学和物理处理技术费用昂贵,企业生产难以负担,致使对低成本硝基苯去除技术的渴望成为了目前研究的重点。人工湿地具有环境友好费用低廉的优势,在过去十几年被广泛应用。已经有多种工业废水利用人工湿地进行处理的案例,然而对硝基苯人工湿地处理的研究还鲜有报道。本研究的目的是探讨水平潜流人工湿地中硝基苯的降解规律和其在微生物作用下与N和S的相互作用。实验采用两个种有灯心草的实验室规模装置,分别采用间歇曝气和不曝气进行对比实验。实验废水为人工配制废水,实验运行周期为300天。硝基苯的进水浓度在第1、2阶段分别为35和140mg/L,在3、4阶段为280mg/L在第4阶段时添加290mg/L的葡萄糖,研究硝基苯与其共代谢降解的效果。实验结果表明两种人工湿地对硝基苯的降解效果没有明显的差异。无间歇曝气的湿地实验装置中在第2、3阶段的出水氨氮浓度比进水增加20mg/L,这是由于硝基苯降解过程中产生了氨氮。在间歇曝气的人工湿地中,氨氮转化成硝态氮表现出较高的硝化能力,然而硝态氮却不能完全被反硝化作用去除。硫化物浓度在第1阶段的平均值为64mg/L,第2阶段降到44mg/L,原因可能是硝基苯浓度的增加抑制了硫酸盐还原菌的活性,从而降低了对硫化物的转化能力。由于在实验系统的出水中测得了苯胺,可知硝基苯在人工湿地中的去除路径存在还原降解过程。除此之外,其它降解途径也包括矿化作用和挥发作用。曝气人工湿地装置中硝基苯挥发量为5.0mg/m2/d,没有曝气的仅为2.0mg/m2/d。在第1、2阶段硝基苯的出水浓度小于或等于60μg/L,去除率达到99%。在第3和第4阶段,出水浓度小于或等于600μg/L,去除率达到88-94%。葡萄糖的添加对280mg/L硝基苯进水浓度具有显著的影响。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703.1

【参考文献】