高温厌氧产氢系统对重金属铬和钒还原的研究
发布时间：2021-10-11 16:01
随着工业化进程的深入,大量重金属从各行各业排入到地表水体和土壤中,这不仅对生态环境造成了污染,而且对微生物、植物和动物等都产生了不同程度的危害。更严重的是,重金属可随着食物链的富集进入人体,从而产生健康风险。铬和钒作为阴离子重金属的典型代表,因其具有相似的性质,有时会以共生的形式在自然界中出现,比如含钒钛磁铁矿,在矿石的冶炼过程中,含铬和钒的废水流入到环境中。重金属的毒性和流动性受价态影响较大,六价铬[Cr（Ⅵ）]和五价钒[V（Ⅴ）]毒性强,而三价铬[Cr（Ⅲ）]和四价钒[V（Ⅳ）]毒性较弱且易形成沉淀。因此,越来越多还原铬和钒的工艺和技术被开发出来,以降低其毒性,其中生物法,尤其是厌氧消化因其成本较低且无二次污染的特性,受到很多研究者的青睐。以往的研究主要集中在常温厌氧产甲烷系统对重金属的还原,但一些电池、冶金和耐火行业排出的废水的温度较高,对厌氧消化系统的运行提出了新的挑战。产氢嗜热菌可以在高温环境下表现出良好的性能和较强的抗冲击能力,而且厌氧产氢体系在酸性条件下可提供良好的还原环境。因此,本文利用产氢嗜热菌在高温（55℃）和酸性（pH 5.8）条件下的厌氧产氢发酵系统实现了 Cr...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第1章 绪论
1.1 铬和钒污染的现状及生态危害
1.2 铬和钒的去除技术
1.2.1 物理化学法
1.2.2 生物法
1.3 厌氧产氢体系
1.3.1 厌氧产氢体系的特性
1.3.2 厌氧产氢体系的应用
1.3.3 嗜热厌氧产氢菌
1.3.4 铬和钒的生物还原
1.4 研究目的、内容和研究意义
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
1.4.3 研究意义
第2章 高温厌氧产氢系统对重金属铬的还原
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂与仪器
2.2.2 Cr(Ⅵ)还原实验
2.2.3 污泥成分及微生物代谢产物分析
2.2.4 EPSs与铬的相互作用分析
2.2.5 高通量16S rRNA基因测序分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 发酵罐中铬的还原
2.3.2 还原铬的电子供体的测定
2.3.3 铬的生物还原机理
2.3.4 相关功能微生物
2.3.5 铬在高温厌氧产氢发酵罐中的还原机理及途径
2.4 小结
第3章 高温厌氧产氢系统对重金属钒的还原
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 生物反应器的设置和操作
3.2.3 分析方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 发酵罐还原钒的性能
3.3.2 微生物代谢物及钒还原产物的鉴定
3.3.3 钒还原电子供体的测定
3.3.4 钒的生物还原机理
3.3.5 厌氧高温产氢发酵体系中钒的还原途径
3.4 小结
第4章 以秸秆为基质同步还原重金属铬和钒
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与仪器
4.2.2 发酵罐的设置和操作
4.2.3 分析指标与方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 Cr(Ⅵ)与V(Ⅴ)的同步还原
4.3.2 Cr(Ⅵ)与V(Ⅴ)的还原机制
4.3.3 高温厌氧产氢发酵系统中的能量转化
4.4 小结
第5章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 论文的创新点
5.3 论文的不足及研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间科研情况及奖励
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚苯胺-二氧化钛复合光催化剂用于光催化还原六价铬离子（英文）[J]. 邓晓明,陈瑶,闻洁雅,徐赟,朱建,卞振锋. Science Bulletin. 2020(02)
[2]中国农业部:2018/19年度中国玉米产量将达到2.5733亿吨[J]. 江西饲料. 2019(01)
[3]铬污染土壤和地下水的修复技术研究进展[J]. 崔永高. 工程地质学报. 2017(04)
[4]高原地区铬渣污染场地污染特性研究[J]. 张厚坚,王兴润,陈春云,王琪,杨彦,永生青. 环境工程学报. 2010(04)
[5]铬渣污染场地污染状况研究与修复技术分析[J]. 曹泉,王兴润. 环境工程学报. 2009(08)
[6]农作物秸秆COD负荷测定及我国弃置秸秆可能形成的面源COD总量极大值估算[J]. 廖小红,李汉平. 农业环境科学学报. 2007(05)
本文编号：3430830
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第1章 绪论
1.1 铬和钒污染的现状及生态危害
1.2 铬和钒的去除技术
1.2.1 物理化学法
1.2.2 生物法
1.3 厌氧产氢体系
1.3.1 厌氧产氢体系的特性
1.3.2 厌氧产氢体系的应用
1.3.3 嗜热厌氧产氢菌
1.3.4 铬和钒的生物还原
1.4 研究目的、内容和研究意义
1.4.1 研究目的
1.4.2 研究内容
1.4.3 研究意义
第2章 高温厌氧产氢系统对重金属铬的还原
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂与仪器
2.2.2 Cr(Ⅵ)还原实验
2.2.3 污泥成分及微生物代谢产物分析
2.2.4 EPSs与铬的相互作用分析
2.2.5 高通量16S rRNA基因测序分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 发酵罐中铬的还原
2.3.2 还原铬的电子供体的测定
2.3.3 铬的生物还原机理
2.3.4 相关功能微生物
2.3.5 铬在高温厌氧产氢发酵罐中的还原机理及途径
2.4 小结
第3章 高温厌氧产氢系统对重金属钒的还原
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 生物反应器的设置和操作
3.2.3 分析方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 发酵罐还原钒的性能
3.3.2 微生物代谢物及钒还原产物的鉴定
3.3.3 钒还原电子供体的测定
3.3.4 钒的生物还原机理
3.3.5 厌氧高温产氢发酵体系中钒的还原途径
3.4 小结
第4章 以秸秆为基质同步还原重金属铬和钒
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与仪器
4.2.2 发酵罐的设置和操作
4.2.3 分析指标与方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 Cr(Ⅵ)与V(Ⅴ)的同步还原
4.3.2 Cr(Ⅵ)与V(Ⅴ)的还原机制
4.3.3 高温厌氧产氢发酵系统中的能量转化
4.4 小结
第5章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 论文的创新点
5.3 论文的不足及研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间科研情况及奖励
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚苯胺-二氧化钛复合光催化剂用于光催化还原六价铬离子（英文）[J]. 邓晓明,陈瑶,闻洁雅,徐赟,朱建,卞振锋. Science Bulletin. 2020(02)
[2]中国农业部:2018/19年度中国玉米产量将达到2.5733亿吨[J]. 江西饲料. 2019(01)
[3]铬污染土壤和地下水的修复技术研究进展[J]. 崔永高. 工程地质学报. 2017(04)
[4]高原地区铬渣污染场地污染特性研究[J]. 张厚坚,王兴润,陈春云,王琪,杨彦,永生青. 环境工程学报. 2010(04)
[5]铬渣污染场地污染状况研究与修复技术分析[J]. 曹泉,王兴润. 环境工程学报. 2009(08)
[6]农作物秸秆COD负荷测定及我国弃置秸秆可能形成的面源COD总量极大值估算[J]. 廖小红,李汉平. 农业环境科学学报. 2007(05)
本文编号：3430830
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3430830.html
