本文關(guān)鍵詞：有機(jī)砷對(duì)厭氧消化的影響及其吸附去除研究

  更多相關(guān)文章： 阿散酸 洛克沙胂 厭氧消化 吸附 鐵/鑭改性蒙脫石

【摘要】：阿散酸(p-ASA)與洛克沙胂(Roxarsone),兩種廣泛使用的有機(jī)砷飼料添加劑,廣泛用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)中,具有促生長(zhǎng)、抗球蟲、治痢疾、沉積色素等功效。然而添加的這些有機(jī)砷大部分進(jìn)入糞便中,可能對(duì)糞便的處置過(guò)程產(chǎn)生影響。而排放到自然環(huán)境中的有機(jī)砷通過(guò)雨水徑流流入地表水中,以及擴(kuò)散入地下水中,導(dǎo)致有機(jī)砷的環(huán)境污染。本論文探究了阿散酸對(duì)豬糞與市政垃圾協(xié)同厭氧消化的影響；分析在不同離子作用下,微生物對(duì)高濃度阿散酸的降解以及對(duì)甲烷生成的影響；研究了鐵/鑭改性蒙脫石對(duì)水溶液中洛克沙胂的吸附去除。具體結(jié)論如下：首先探究了阿散酸對(duì)豬糞分別與果蔬垃圾及廚余協(xié)同厭氧消化產(chǎn)甲烷的影響。結(jié)果表明：0.1 mmol L-1的阿散酸對(duì)厭氧消化過(guò)程沒(méi)有影響,且消化液中砷的含量很低。而0.5 mmol L-1阿散酸對(duì)產(chǎn)甲烷的抑制隨廚余及果蔬垃圾比例增加而更顯著。在高濃度阿散酸的影響下,單獨(dú)以豬糞為消化原料時(shí),總產(chǎn)甲烷量最大為386.3 mL g-1 VS。產(chǎn)甲烷過(guò)程用矯正的Gomperts模型擬合,其擬合的相關(guān)系數(shù)均較高。消化結(jié)束后,絕大部分砷沉淀或吸附在底泥中,只有小部分(～2%)在消化液中,且各組分中砷主要的存在形態(tài)為三價(jià)砷和五價(jià)砷,然后研究了分別在鐵離子、銅離子及磷酸根離子的影響下,阿散酸酸在厭氧消化過(guò)程中降解規(guī)律。其中,消化60天后,在不添加外源離子、添加鐵離子、銅離子以及磷酸根離子條件下,以豬糞為底物消化液中阿散酸的降解率分別為99.0%、99.3%、38.3%、98.6%,相應(yīng)的產(chǎn)甲烷抑制率分別為97.49%、96.38%、13.84%與95.13%。此外,在銅離子的影響下,消化液中無(wú)機(jī)砷濃度很低。而底物為蔗糖時(shí),消化過(guò)程產(chǎn)生嚴(yán)重的酸抑制。消化完成后,上清液中砷的含量同樣相對(duì)較低,且添加Fe(Ⅲ)后,含量更低,且主要為三價(jià)砷和五價(jià)砷。而在銅離子的影響下除外,底物為豬糞,74.27%的砷存在于消化液中,且主要為阿散酸。最后研究用改性蒙脫石吸附水溶液中的洛克沙腫。制備了鐵/鑭改性蒙脫石(Fe/La-Mt),用比表面積測(cè)定儀(BET)證實(shí)了蒙脫石改性后,比表面積與孔徑增大。場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡觀察到改性蒙脫石表面形成剝落結(jié)構(gòu),而煅燒后的鐵鑭改性蒙脫石(C-Fe/La-Mt)表面形成坍塌結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：煅燒前的改性蒙脫石對(duì)洛克沙腫的吸附能力大于煅燒后。改性蒙脫石對(duì)洛克沙胂的吸附過(guò)程可以用偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)描述,吸附等溫線符合Langmuir單層吸附模型。熱力學(xué)分析表明了吸附為自發(fā)吸熱過(guò)程。且鐵/鑭改性蒙脫石對(duì)洛克沙胂的吸附強(qiáng)度受pH與磷酸根的影響,pH在2.5到8.0范圍內(nèi),有較高的吸附能力。
【關(guān)鍵詞】：阿散酸 洛克沙胂 厭氧消化 吸附 鐵/鑭改性蒙脫石
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X713
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-16
• 第1章 緒論16-23
• 1.1 有機(jī)砷的簡(jiǎn)介16-17
• 1.1.1 有機(jī)砷的使用16
• 1.1.2 有機(jī)砷在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化及危害16-17
• 1.2 厭氧消化工藝的原理及應(yīng)用17-18
• 1.3 有機(jī)砷對(duì)厭氧消化的影響18-19
• 1.4 有機(jī)砷在水溶液中的降解及去除方法19-21
• 1.4.1 生物轉(zhuǎn)化19
• 1.4.2 物理吸附19-20
• 1.4.3 化學(xué)氧化20-21
• 1.5 研究意義及研究?jī)?nèi)容21-23
• 1.5.1 研究的目的21-22
• 1.5.2 研究的主要內(nèi)容22-23
• 第2章 阿散酸對(duì)豬糞與市政垃圾協(xié)同厭氧消化的影響23-39
• 2.1 引言23
• 2.2 材料與方法23-26
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑23
• 2.2.2 原料與接種物的性質(zhì)23-24
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)置24-25
• 2.2.4 砷的分析方法25-26
• 2.2.5 甲烷含量與揮發(fā)性脂肪酸濃度測(cè)定方法26
• 2.2.6 動(dòng)力學(xué)分析26
• 2.3 結(jié)果與討論26-38
• 2.3.1 揮發(fā)性脂肪酸的生成與降解26-29
• 2.3.2 甲烷的生成29-31
• 2.3.3 產(chǎn)甲烷動(dòng)力學(xué)分析31-33
• 2.3.4 無(wú)機(jī)砷的生成及形態(tài)分析33-35
• 2.3.5 砷的分布35-37
• 2.3.6 揮發(fā)性固體(VS)的降解37-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 第3章 阿散酸協(xié)同其他離子對(duì)厭氧消化的影響39-48
• 3.1 引言39
• 3.2 材料與方法39-40
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑39
• 3.2.2 原料與接種物性質(zhì)39
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)置39-40
• 3.2.4 分析方法40
• 3.3 結(jié)果與討論40-47
• 3.3.1 VFA的生成與降解40-41
• 3.3.2 甲烷的生成41-43
• 3.3.3 阿散酸的降解以及無(wú)機(jī)砷的生成43
• 3.3.4 機(jī)砷的產(chǎn)生及形態(tài)分析43-45
• 3.3.5 砷在泥水混合物中的分布及形態(tài)分析45-46
• 3.3.6 污泥表面掃描電鏡分析46-47
• 3.4 本章總結(jié)47-48
• 第4章 鐵/鑭改性蒙脫石對(duì)洛克沙胂的吸附去除研究48-63
• 4.1 引言48
• 4.2 材料與方法48-50
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥劑48
• 4.2.2 鈉基蒙脫石與鐵鑭改性蒙脫石的制備48-49
• 4.2.3 批次吸附實(shí)驗(yàn)49
• 4.2.4 分析方法49-50
• 4.3 結(jié)果與討論50-62
• 4.3.1 原材料與改性蒙脫石的表征分析50-52
• 4.3.2 接觸時(shí)間的影響52-53
• 4.3.3 吸附動(dòng)力學(xué)分析53-55
• 4.3.4 吸附等溫線分析55-58
• 4.3.5 熱力學(xué)分析58-59
• 4.3.6 環(huán)境因素的影響59-60
• 4.3.7 XPS分析60-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第5章 結(jié)論與展望63-65
• 5.1 結(jié)論63
• 5.2 展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況72

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