發(fā)布時(shí)間：2020-08-12 00:55

【摘要】：阿散酸作為飼料添加劑在畜禽養(yǎng)殖中應(yīng)用廣泛,但幾乎所有添加的阿散酸都被排出而進(jìn)入糞便和養(yǎng)殖廢水中,導(dǎo)致了有機(jī)砷的污染。阿散酸抑制厭氧產(chǎn)甲烷菌的活性,其產(chǎn)甲烷抑制效應(yīng)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。厭氧生物處理是養(yǎng)殖廢水廢棄物的常規(guī)處理方式,但阿散酸在厭氧生物處理中的降解機(jī)制還不是很清楚。另外,在養(yǎng)殖廢水的深度處理中,芬頓反應(yīng)對(duì)部分有機(jī)污染物具有良好的氧化去除效果,但芬頓反應(yīng)對(duì)阿散酸的作用還未見報(bào)道。因此,本論文從中溫生物降解、高溫生物降解和阿散酸的芬頓氧化三個(gè)方面進(jìn)行了研究,結(jié)果如下：首先,研究了中溫厭氧污泥對(duì)阿散酸的降解情況,研究了阿散酸對(duì)中溫厭氧產(chǎn)甲烷過(guò)程的抑制及動(dòng)力學(xué)。當(dāng)阿散酸濃度小于0.46 mM (mmol/L,毫摩爾每升)時(shí),厭氧產(chǎn)甲烷菌沒(méi)有受到影響。當(dāng)阿散酸濃度達(dá)到0.92 mM時(shí),厭氧產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)甲烷活性受到了完全的抑制。阿散酸的半抑制常數(shù)為0.47 mM。經(jīng)過(guò)115天的培養(yǎng),3%59%添加的阿散酸被降解。砷形態(tài)分析表明當(dāng)阿散酸初始添加濃度較低時(shí),阿散酸降解生成的無(wú)機(jī)砷主要是五價(jià)砷(As(Ⅴ))。當(dāng)初始添加濃度達(dá)到0.46 mM以后,阿散酸降解生成的無(wú)機(jī)砷主要是三價(jià)砷(As(Ⅲ))。這解釋了為什么較高濃度的阿散酸會(huì)有更高的產(chǎn)甲烷抑制性。其次,研究了阿散酸在高溫厭氧條件下的生物降解、動(dòng)力學(xué)及砷形態(tài)分析。與中溫厭氧環(huán)境下阿散酸的產(chǎn)甲烷抑制相比,在高溫厭氧環(huán)境下阿散酸對(duì)產(chǎn)甲烷抑制更大。高溫厭氧污泥降解阿散酸可以分為兩階段。在第一階段,厭氧污泥吸附阿散酸是水相中阿散酸初始濃度降低的主要機(jī)制,可以用偽二階動(dòng)力學(xué)描述。在第二階段,厭氧污泥對(duì)阿散酸的生物降解是水相中阿散酸濃度進(jìn)一步降低的主要原因,可以用偽一階動(dòng)力學(xué)描述。在高溫厭氧環(huán)境下,三價(jià)砷與無(wú)機(jī)總砷的比例比其在中溫厭氧環(huán)境下的比例要高。這解釋了為什么阿散酸對(duì)高溫厭氧污泥的產(chǎn)甲烷活性抑制更大。根據(jù)水相和污泥相中的砷形態(tài)分析,當(dāng)阿散酸濃度小于0.2mM時(shí),阿散酸在兩個(gè)月內(nèi)會(huì)被高溫厭氧污泥完全降解。最后,研究了阿散酸在芬頓反應(yīng)作用下降解及其機(jī)理。分別研究了SiO32-、Ca2+、 Cl-、H2O2和Fe2+劑量的影響、阿散酸的降解動(dòng)力學(xué)和阿散酸可能的降解路徑。芬頓降解阿散酸可以在pH為4.5的情況下高效進(jìn)行。該降解速率可以用rate=0.04951×(Carsanilic adid0.2934)×(Cfenton0.8374)描述。Ca2+和Si032-對(duì)芬頓降解阿散酸幾乎沒(méi)有影響,而Cl-對(duì)降解過(guò)程有較大的抑制效應(yīng)。根據(jù)檢測(cè)到的降解中間產(chǎn)物,推測(cè)了阿散酸在芬頓反應(yīng)中的氧化降解路徑。
【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】：2015
【分類號(hào)】：X713
【圖文】：

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本文編號(hào)：2789798