本文關(guān)鍵詞：零價(jià)鐵強(qiáng)化喹啉厭氧降解產(chǎn)甲烷及其微生物群落結(jié)構(gòu)解析

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【摘要】：喹啉是一種常見的難降解性含氮雜環(huán)化合物,可以導(dǎo)致畸形、癌變和突變。隨著工業(yè)進(jìn)程的飛速發(fā)展,喹啉廣泛存在于焦化廢水和印染廢水中,已經(jīng)成為土壤和水環(huán)境中主要的污染物,對(duì)人類的健康和動(dòng)植物的生長(zhǎng)有著巨大的危害作用。對(duì)含喹啉廢水的處理有三種傳統(tǒng)的方法:物理法、化學(xué)法和生物法;然而他們都各自有著一些致命的缺點(diǎn):物理法不能將喹啉轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì),只是在相的水平上對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)變;化學(xué)法雖然降解速率快,但是其操作復(fù)雜,成本很高,無法在工程中大面積應(yīng)用;而生物法降解喹啉時(shí)存在由于水解速率受限而進(jìn)一步導(dǎo)致生物處理效能較低的瓶頸問題。零價(jià)鐵(ZVI)是一種價(jià)格低廉且不引起二次污染的還原劑,它不僅可以調(diào)節(jié)環(huán)境中pH值使其保持穩(wěn)定,還可以為微生物的生長(zhǎng)提供電子,這些特質(zhì)為其促進(jìn)厭氧微生物降解喹啉提供了理論上的可行性。因此本研究提出了將零價(jià)鐵與厭氧微生物耦合來處理含喹啉廢水的方法。本文主要探究零價(jià)鐵-厭氧微生物耦合體系(ZVI-AD)中工藝參數(shù)(初始pH值和ZVI投加量)的最優(yōu)值,并研究了在最佳條件下,鐵的不同種類在喹啉降解和產(chǎn)甲烷過程中,一些關(guān)鍵參數(shù)的變化趨勢(shì);最后通過高通量測(cè)序技術(shù)分析了微生物群落結(jié)構(gòu)組成,以期探究鐵的不同種類促進(jìn)厭氧微生物降解喹啉的潛在機(jī)理,主要得出如下結(jié)論。(1)ZVI-AD耦合體系的初始pH值分別為6.5、7.0、7.5、8.0和8.5時(shí),96h后的喹啉降解率依次為63.3%、71.3%、76.7%、70%、64.6%,故ZVI-AD耦合體系的最佳初始pH值為7.5。(2)ZVI-AD耦合體系中ZVI投加量分別為0g/L、1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L時(shí),經(jīng)過96h,喹啉的降解率依次為50.6%、71.6%、78.9%、88.6%、76.2%、70.3%,得出ZVI最佳投加量為3g/L。(3)將鐵的不同種類(鐵粉、鐵屑、生銹鐵屑)與厭氧微生物組成耦合體系中,喹啉的降解率依次為74.1%、82.9%、90.1%,甲烷的產(chǎn)量依次為8mL、17.5mL、26.9mL�？梢钥闯錾P鐵屑促進(jìn)厭氧微生物降解喹啉及產(chǎn)甲烷效果最好,鐵屑次之,最后是鐵粉。(4)采用高通量測(cè)序技術(shù)分析了空白組和實(shí)驗(yàn)組(單獨(dú)AD體系、三種鐵的不同種類體系)的微生物群落結(jié)構(gòu)組成,結(jié)果顯示,單獨(dú)AD和耦合體系的微生物群落結(jié)構(gòu)有較大差異,耦合體系中與喹啉降解有關(guān)的微生物菌屬含量明顯得到增加,這也從本質(zhì)上解釋了外加ZVI促進(jìn)厭氧微生物降解喹啉的思路是合理可行的。另外在門、綱、屬的水平上,對(duì)比分析鐵粉、鐵屑和生銹鐵屑實(shí)驗(yàn)組發(fā)現(xiàn),三個(gè)實(shí)驗(yàn)組對(duì)細(xì)菌群落的影響各不相同。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X703;X172

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 徐偉超;吳翠平;張玉秀;張琪;張怡鳴;;喹啉降解菌Ochrobactrum sp.的好氧降解特性及其在焦化廢水中的生物強(qiáng)化作用[J];環(huán)境科學(xué);2017年05期

2 楊中U，

本文編號(hào)：1287907