焦化废水生物降解过程中有机污染物相互作用及强化技术
发布时间：2022-09-29 15:51
焦化废水具有成分复杂、毒性强、可生化性差等特性,生物处理工艺难度较高。本论文以活性污泥法在实际焦化废水生物降解中的应用为主线,从焦化废水的可生化性研究出发,依次探究了（1）焦化废水主要组分苯酚、吡啶、喹啉生物降解过程中的相互抑制效应和（2）高浓度组分冲击对焦化废水生物降解效率的影响。随后,针对焦化废水可生化性差这一难点,研究应用超声处理和生物强化两种技术对焦化废水好氧生物处理进行强化。本研究主要的研究内容与成果包括:（1）结合平均降解速率分析法与分数级反应动力学分析法,研究了模拟焦化废水好氧活性污泥（Simulated Coking Wastewater Aerobic Activated Sludge,SCWAAS）体系中各主要组分生物降解过程中的相互作用。研究表明,苯酚的好氧生物降解几乎不受体系中吡啶和喹啉的影响;而当体系中存在苯酚时,吡啶、喹啉的好氧生物降解明显受到抑制作用,降解效率下降幅度均超过50%,分数级反应动力学损失系数k也在一定程度上支持上述观点。（2）系统探究了焦化废水主要组分冲击对SCWAAS体系的影响,并提出三项缓解冲击的策略。研究表明,SCWAAS体系面对模拟焦...
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 焦化废水简介
1.2.1 焦化废水的来源与组成
1.2.2 焦化废水处理技术
1.2.3 焦化废水主要组分
1.3 活性污泥超声处理技术简介
1.3.1 超声处理技术应用于改善活性污泥生物效应
1.3.2 超声处理技术应用于剩余污泥减量
1.4 生物强化技术简介
1.5 高通量测序技术简介
1.5.1 高通量测序技术发展进程
1.5.2 高通量测序技术在环境微生物学中的应用
1.6 研究目的、内容与技术路线
1.6.1 研究目的
1.6.2 研究内容
1.6.3 技术路线
1.7 论文创新点
第2章 焦化废水主要组分好氧生物降解过程中的相互抑制
2.1 引论
2.2 材料与方法
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验耗材
2.2.3 实验仪器与设备
2.2.4 SCWAAS的培养与驯化方法
2.2.5 苯酚、吡啶、喹啉的HPLC分析方法
2.2.6 理论COD计算方法
2.2.7 实验数据分析方法
2.2.8 实验方案
2.3 结果与讨论
2.3.1 苯酚、吡啶、喹啉单独好氧生物降解
2.3.2 苯酚、吡啶、喹啉两两混合好氧生物降解
2.3.3 苯酚、吡啶、喹啉同时混合好氧生物降解
2.4 本章小结
第3章 焦化废水主要组分冲击对生物降解效率的影响
3.1 引论
3.2 材料与方法
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验耗材
3.2.3 实验仪器与设备
3.2.4 SCWAAS的培养与驯化方法
3.2.5 苯酚、吡啶、喹啉的HPLC分析方法
3.2.6 COD样品测试方法
3.2.7 实验数据分析方法
3.2.8 实验方案
3.3 结果与讨论
3.3.1 模拟焦化废水冲击对SCWAAS体系COD去除率的影响
3.3.2 提升DO缓解模拟焦化废水冲击
3.3.3 UV前处理缓解模拟焦化废水冲击
3.3.4 投加外源电子供体缓解模拟焦化废水冲击
3.3.5 应用三种策略缓解实际焦化废水冲击
3.4 本章小结
第4章 活性污泥超声处理技术提升实际焦化废水降解效率
4.1 引论
4.2 材料与方法
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验耗材
4.2.3 实验仪器与设备
4.2.4 RCWAAS的驯化方法
4.2.5 URCWAAS的超声处理方法
4.2.6 扫描电镜制样与测试分析
4.2.7 COD样品测试方法
4.2.8 实验数据分析方法
4.2.9 实验方案
4.3 结果与讨论
4.3.1 URCWAAS与RCWAAS扫描电镜分析
4.3.2 混合URCWAAS对焦化废水生物降解效率影响
4.3.3 URCWAAS微生物生长
4.3.4 URCWAAS溶解性COD产生量
4.3.5 等COD当量丁二酸提升实际焦化废水降解效率
4.4 本章小结
第5章 生物强化技术减少吡啶生物降解过程中间产物积累
5.1 引论
5.2 材料与方法
5.2.1 实验试剂
5.2.2 实验耗材
5.2.3 实验仪器与设备
5.2.4 活性污泥的驯化方法
5.2.5 吡啶、2-羟基吡啶的HPLC分析方法
5.2.6 COD样品测试方法
5.2.7 实验数据分析方法
5.2.8 实验方案
5.3 结果与讨论
5.3.1 PAAS体系下吡啶降解过程中2-羟基吡啶积累情况
5.3.2 PAAS体系下吡啶与2-羟基吡啶对电子亲和力
5.3.3 PAAS与HPAAS体系降解专一性
5.3.4 生物强化减少吡啶好氧生物降解中间产物积累
5.4 本章小结
第6章 基于高通量测序的焦化废水降解菌生物种群分析
6.1 引论
6.2 材料与方法
6.2.1 材料与仪器
6.2.2 好氧活性污泥的样品采集
6.2.3 高通量测序实验步骤
6.2.4 高通量测序数据分析步骤
6.3 结果与讨论
6.3.1 实际焦化废水对微生物群落的影响
6.3.2 吡啶与2-羟基吡啶对微生物群落的影响
6.4 本章小结
第7章 结论与建议
7.1 结论
7.2 建议
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
个人简历
致谢
本文编号：3682874
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 焦化废水简介
1.2.1 焦化废水的来源与组成
1.2.2 焦化废水处理技术
1.2.3 焦化废水主要组分
1.3 活性污泥超声处理技术简介
1.3.1 超声处理技术应用于改善活性污泥生物效应
1.3.2 超声处理技术应用于剩余污泥减量
1.4 生物强化技术简介
1.5 高通量测序技术简介
1.5.1 高通量测序技术发展进程
1.5.2 高通量测序技术在环境微生物学中的应用
1.6 研究目的、内容与技术路线
1.6.1 研究目的
1.6.2 研究内容
1.6.3 技术路线
1.7 论文创新点
第2章 焦化废水主要组分好氧生物降解过程中的相互抑制
2.1 引论
2.2 材料与方法
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验耗材
2.2.3 实验仪器与设备
2.2.4 SCWAAS的培养与驯化方法
2.2.5 苯酚、吡啶、喹啉的HPLC分析方法
2.2.6 理论COD计算方法
2.2.7 实验数据分析方法
2.2.8 实验方案
2.3 结果与讨论
2.3.1 苯酚、吡啶、喹啉单独好氧生物降解
2.3.2 苯酚、吡啶、喹啉两两混合好氧生物降解
2.3.3 苯酚、吡啶、喹啉同时混合好氧生物降解
2.4 本章小结
第3章 焦化废水主要组分冲击对生物降解效率的影响
3.1 引论
3.2 材料与方法
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验耗材
3.2.3 实验仪器与设备
3.2.4 SCWAAS的培养与驯化方法
3.2.5 苯酚、吡啶、喹啉的HPLC分析方法
3.2.6 COD样品测试方法
3.2.7 实验数据分析方法
3.2.8 实验方案
3.3 结果与讨论
3.3.1 模拟焦化废水冲击对SCWAAS体系COD去除率的影响
3.3.2 提升DO缓解模拟焦化废水冲击
3.3.3 UV前处理缓解模拟焦化废水冲击
3.3.4 投加外源电子供体缓解模拟焦化废水冲击
3.3.5 应用三种策略缓解实际焦化废水冲击
3.4 本章小结
第4章 活性污泥超声处理技术提升实际焦化废水降解效率
4.1 引论
4.2 材料与方法
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验耗材
4.2.3 实验仪器与设备
4.2.4 RCWAAS的驯化方法
4.2.5 URCWAAS的超声处理方法
4.2.6 扫描电镜制样与测试分析
4.2.7 COD样品测试方法
4.2.8 实验数据分析方法
4.2.9 实验方案
4.3 结果与讨论
4.3.1 URCWAAS与RCWAAS扫描电镜分析
4.3.2 混合URCWAAS对焦化废水生物降解效率影响
4.3.3 URCWAAS微生物生长
4.3.4 URCWAAS溶解性COD产生量
4.3.5 等COD当量丁二酸提升实际焦化废水降解效率
4.4 本章小结
第5章 生物强化技术减少吡啶生物降解过程中间产物积累
5.1 引论
5.2 材料与方法
5.2.1 实验试剂
5.2.2 实验耗材
5.2.3 实验仪器与设备
5.2.4 活性污泥的驯化方法
5.2.5 吡啶、2-羟基吡啶的HPLC分析方法
5.2.6 COD样品测试方法
5.2.7 实验数据分析方法
5.2.8 实验方案
5.3 结果与讨论
5.3.1 PAAS体系下吡啶降解过程中2-羟基吡啶积累情况
5.3.2 PAAS体系下吡啶与2-羟基吡啶对电子亲和力
5.3.3 PAAS与HPAAS体系降解专一性
5.3.4 生物强化减少吡啶好氧生物降解中间产物积累
5.4 本章小结
第6章 基于高通量测序的焦化废水降解菌生物种群分析
6.1 引论
6.2 材料与方法
6.2.1 材料与仪器
6.2.2 好氧活性污泥的样品采集
6.2.3 高通量测序实验步骤
6.2.4 高通量测序数据分析步骤
6.3 结果与讨论
6.3.1 实际焦化废水对微生物群落的影响
6.3.2 吡啶与2-羟基吡啶对微生物群落的影响
6.4 本章小结
第7章 结论与建议
7.1 结论
7.2 建议
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
个人简历
致谢
本文编号：3682874
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