本文選題：高氯酸鹽 + 硝酸鹽��； 參考：《中國海洋大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：本實驗主要研究了有機(jī)物和硝酸鹽的存在對硫自養(yǎng)-電化學(xué)氫自養(yǎng)組合工藝還原高氯酸鹽性能的影響,并探討了水力停留時間(HRT)對該工藝可能產(chǎn)生的影響。該工藝以CO2為碳源、以S0和H2為電子供體,在進(jìn)水ClO4-濃度為30mg/L、HRT為6h、電流強(qiáng)度為35mA的條件下進(jìn)行高氯酸鹽還原菌的培養(yǎng)與馴化。該反應(yīng)器以硫自養(yǎng)段還原高氯酸鹽時產(chǎn)生的H+作為電化學(xué)氫自養(yǎng)段還原高氯酸鹽的前驅(qū)物,這既可以為氫自養(yǎng)高氯酸鹽還原菌還原高氯酸鹽提供電子供體H2,又可以降低出水的pH值。通過調(diào)節(jié)水力停留時間可以控制出水中SO42-濃度。反應(yīng)器對高氯酸鹽的去除效果隨著進(jìn)水中NO3--N濃度的逐漸增加而降低,當(dāng)進(jìn)水NO3--N從0mg/L增加到50mg/L時,反應(yīng)器高氯酸鹽去除率從99%降至50%以下,硝酸鹽的去除率也降至45%以下。由于硝酸根離子的氧化還原電位高于高氯酸鹽,它會優(yōu)先于高氯酸鹽結(jié)合電子從而對高氯酸鹽的還原產(chǎn)生抑制作用。反應(yīng)過程中存在嚴(yán)重的S0的歧化作用,出水中SO42-濃度的增加量遠(yuǎn)大于理論值。當(dāng)進(jìn)水中有機(jī)物濃度從0mg/L增加到150mg/L時,反應(yīng)器高氯酸的去除率始終保持在99%以上。但當(dāng)進(jìn)水COD濃度增加至300mg/L時,反應(yīng)器高氯酸鹽去除率降至97%,出水pH值也大幅降低。在有機(jī)物存在的情況下,微生物會優(yōu)先選擇有機(jī)物作為電子供體,這會導(dǎo)致出水中S042-濃度隨著COD濃度的增加逐漸降低,出水中ORP值也不斷下降。反應(yīng)器出水具有強(qiáng)烈的刺激性氣味,這說明反應(yīng)器在硫酸鹽還原菌的作用下產(chǎn)生了H2S。當(dāng)在進(jìn)水中同時加入有機(jī)物和硝酸鹽時,反應(yīng)器在整個反應(yīng)過程中都具有很好的高氯酸鹽去除率,出水中SO42-濃度有所增加。當(dāng)進(jìn)水NO3--N為50mg/L、COD為150 mg/L,HRT由6h縮短至4h時,反應(yīng)器高氯酸鹽的去除率從99%降至97%,硝酸鹽的去除率則始終保持在99%以上。當(dāng)HRT從6h縮短為4h和2h時,反應(yīng)器硫段出水中的ClO4-濃度稍有增大,但反應(yīng)器高氯酸鹽去除率仍保持在99%以上；繼續(xù)縮短HRT至1h時,反應(yīng)器硫段出水和氫段出水中的ClO4-濃度大幅增加,反應(yīng)器高氯酸鹽去除率降至50%。通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器的HRT,可以控制出水中SO42-濃度。出水中的SO42-濃度隨著HRT的減小而不斷降低。出水pH值和ORP值則隨著HRT的減小而升高。在整個反應(yīng)過程中,反應(yīng)器內(nèi)始終保持著良好的厭氧環(huán)境,ClO4-減少量與Cl-增加量的摩爾比接近1：1,被還原的ClO4-全部轉(zhuǎn)化為Cl-,不存在中間產(chǎn)物ClO3-和ClO2-的積累。pH值變化范圍為7.3～8.35,可以滿足高氯酸鹽還原菌正常新陳代謝所需要的條件。
[Abstract]:The effect of organic matter and nitrate on the reduction of perchlorate by the combination of sulfur autotrophic and electrochemical hydrogen autotrophic process was studied, and the possible effect of HRT on the process was discussed. Using CO _ 2 as carbon source and S _ 0 and H _ 2 as electron donors, the culture and acclimation of perchlorate reducing bacteria were carried out under the condition that the influent concentration of CLO _ 4- was 30 mg / L ~ (-1) HRT for 6 h and the current intensity was 35mA. In this reactor, H produced from the reduction of perchlorates in the sulfur autotrophic stage is used as the precursor of the reduction of perchlorates in the electrochemical hydrogen autotrophic section. This can not only provide the electron donor H _ 2 for reducing perchlorate by hydrogen autotrophic perchlorate reducing bacteria, but also reduce the pH value of effluent. The concentration of so _ 4 _ 2-in the effluent can be controlled by adjusting the HRT. The removal efficiency of perchlorate in the reactor decreased with the increasing of the concentration of NO3-N in the influent. When the concentration of NO3-N in the influent increased from 0 mg / L to 50 mg / L, the removal rate of perchlorate in the reactor decreased from 99% to less than 50%, and the removal rate of nitrate decreased to less than 45%. Because the redox potential of nitrate ion is higher than that of perchlorate, it will preferentially inhibit the reduction of perchlorate over perchlorate binding electrons. In the process of reaction, there is a serious disproportionation of S _ 0, and the increase of so _ 4 _ 2-concentration in the effluent is much larger than the theoretical value. When the concentration of organic matter in the influent increased from 0 mg / L to 150 mg / L, the removal rate of perchloric acid remained above 99%. However, when the influent COD concentration increased to 300 mg / L, the removal rate of perchlorate in the reactor decreased to 97%, and the pH value of the effluent decreased significantly. In the presence of organic matter, organic matter is preferred as electron donor, which leads to the decrease of S042- concentration and the decrease of ORP value in effluent with the increase of COD concentration. The effluent of the reactor had a strong irritating odor, which indicated that H _ 2S was produced in the reactor under the action of sulfate reducing bacteria. When organic matter and nitrate were added into the influent at the same time, the reactor had a good removal rate of perchlorate in the whole reaction process, and the concentration of so _ 4 _ 2-- in the effluent increased. When the influent NO3 N is 50 mg / L ~ (-1) COD = 150 mg / L ~ (-1) HRT is shortened from 6 h to 4 h, the removal rate of perchlorate in the reactor decreases from 99% to 97%, and the removal rate of nitrate remains above 99%. When HRT was shortened from 6 h to 4 h and 2 h, the concentration of ClO4- increased slightly, but the removal rate of perchlorate remained above 99%, and when HRT was shortened to 1 h, the removal rate of perchlorate remained above 99%. The concentration of ClO4- in the effluent of sulfur stage and hydrogen stage increased greatly, and the removal rate of perchlorate decreased to 50%. By adjusting HRT of the reactor, the concentration of so _ 4 _ 2-in the effluent can be controlled. The concentration of so _ 4 _ 2-in effluent decreases with the decrease of HRT. The effluent pH and ORP increased with the decrease of HRT. During the whole reaction, In the reactor, the molar ratio of reduction of ClO4- to the increase of Cl-is close to 1: 1, and the reduced ClO4- is converted to Cl-completely. The accumulation of ClO3- and ClO2- does not exist. The pH value of the intermediate products can vary from 7.3 to 8.35. To meet the requirements for the normal metabolism of perchlorate reducing bacteria.
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU991.2

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本文編號：2039372