發(fā)布時(shí)間：2020-03-21 02:07

【摘要】：印染廢水具有排放量大、污染物復(fù)雜、水質(zhì)波動(dòng)大、可生化性差等特點(diǎn),在我國(guó)工業(yè)廢水中占比很大。偶氮染料是其中一類處理困難、色度高的難降解印染廢水污染物。傳統(tǒng)的厭氧處理法存在處理時(shí)間較長(zhǎng),處理效率低等弊端。生物電化學(xué)(BES)技術(shù)被證明能夠定向轉(zhuǎn)化多種難降解污染物,本文將BES與傳統(tǒng)厭氧工藝相結(jié)合,構(gòu)建了新型厭氧-生物電化學(xué)耦合反應(yīng)器(AD-BES),采用完全混合的序批式和上升式連續(xù)流兩種運(yùn)行方式,通過(guò)將AD-BES和缺氧工藝組合成模塊堆疊式組合工藝,后續(xù)連接好氧池和沉淀池,構(gòu)建整套廢水處理工藝(AB-A-O)。研究對(duì)比了序批式耦合反應(yīng)器與傳統(tǒng)厭氧反應(yīng)器(AD)在啟動(dòng)階段和啟動(dòng)完成后對(duì)50 mg/L橙黃II處理過(guò)程中的電流、電勢(shì)、脫色、產(chǎn)物生成和COD消減情況,評(píng)價(jià)AD-BES對(duì)染料廢水的處理能力和生物電化學(xué)系統(tǒng)的強(qiáng)化作用。生物電化學(xué)作用可以加快反應(yīng)器的啟動(dòng),同時(shí)可以提升反應(yīng)器的處理效能。加入普通電化學(xué)反應(yīng)器(ES)進(jìn)行對(duì)比,反應(yīng)8 h,AD-BES的脫色率達(dá)到97.2%,為AD反應(yīng)器和ES反應(yīng)器的1.7倍和4.3倍,高于兩者脫色率之和。針對(duì)AD-BES的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,包括生活污水比例、電解質(zhì)濃度和共基質(zhì)濃度,并利用響應(yīng)曲面法優(yōu)化,得到三個(gè)因子對(duì)AD-BES降解橙黃II的影響的顯著性排序?yàn)?電解質(zhì)濃度污水比例共基質(zhì)濃度。通過(guò)參數(shù)優(yōu)化,確定在AD-BES中,生活污水比例59.1%、電解質(zhì)濃度0.03 mol/L、共基質(zhì)濃度0.15 g/L時(shí),橙黃II脫色率最高達(dá)到99.94%�；谧顑�(yōu)參數(shù)應(yīng)用于放大的上升式連續(xù)流的AD-BES,研究了生活污水作為廉價(jià)碳源的整體工藝對(duì)不同濃度下的偶氮染料廢水的處理能力,當(dāng)進(jìn)水染料濃度較高時(shí),生活污水仍可以提供充足的電子,得到較高的脫色率、產(chǎn)物生成量、COD和TN去除效果。橙黃II的濃度從50 mg/L逐漸提升至400 mg/L,脫色率甚至從開(kāi)始的93.6%提升至98%,總體COD去除率均在80%以上,總氮去除率高于55%。解析了生物電極的主要功能菌群,確定了關(guān)鍵的電子傳遞菌和污染物厭氧還原代謝菌。通過(guò)SEM分析,觀察生物膜或活性污泥的形態(tài)特征,結(jié)合16S r RNA基因Illunima高通量測(cè)序,分析微生物群落結(jié)構(gòu)與組成。序批式AD-BES中生物陽(yáng)極和生物陰極富集了Desulfovibrio、Arcobacter、Acinetobacter、Pseudomonas、Geobacter等具有電子傳遞和降解橙黃II功能的菌屬。連續(xù)式AD-BES反應(yīng)器中富集生長(zhǎng)著多種功能菌屬,生物膜多樣性豐富,檢測(cè)到了Desulfovibrio、Acinetobacter、Pseudomonas、Anaerovorax、Pseudorhodoferax等多個(gè)功能菌屬。本文驗(yàn)證了生物電化學(xué)的引入可以提升偶氮染料廢水處理效能的可行性,構(gòu)建的兩種反應(yīng)器均得到了良好的偶氮染料處理效果,反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、參數(shù)的優(yōu)化以及整套處理工藝的構(gòu)建可以為實(shí)際偶氮染料廢水的處理提供理論依據(jù)與技術(shù)工藝思路參考。
【圖文】：

-19-圖 2-4 橙黃 II 還原生成對(duì)氨基苯磺酸（SA）和 1-氨基-2-萘酚（AN）測(cè)定對(duì)氨基苯磺酸（SA）的濃度，采用高效液相色譜法（HighPerformanceLiqhromatography，HPLC）、C18 分離柱（WatersSymmetry，5μm，4.6mm×250mm）測(cè)方法設(shè)置為流量 0.8 mL/min，，進(jìn)樣量為 10 μL，流動(dòng)相采用比例為 8：2 的

AD-BES陽(yáng)極和陰極生物膜SEM電鏡圖（5000倍和9000倍）
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳雄;韋yNe

本文編號(hào)：2592565