“Fe0-厌氧微生物”耦合体系去除水中2,4,6-三氯酚的特性及机理研究

摘要

本文以驯化厌氧污泥为实验污泥,通过对比分析不同初始pH值条件下单独Fe0体系、单独厌氧微生物体系和“Fe0-厌氧微生物”耦合体系中2,4,6-TCP降解效果、过程pH值、Fe0腐蚀、微生物活性等变化情况,研究了pH值对“Fe0-厌氧微生物”体系降解2,4,6-TCP的影响及其机制,同时通过扫描电镜、高效液相色谱、气质联用等分析手段,研究了2,4,6-TCP的降解机理和Fe0与微生物的协同机制,得到以下研究结果:
　　(1)“Fe0-微生物”体系降解2,4,6-TCP是以微生物为主,Fe0对微生物降解目标污染物具有协同促进作用。
　　(2)pH值对体系降解2,4,6-TCP效果影响较大。中性偏碱的初始pH值条件较适合微生物生长,单独微生物体系和“Fe0-微生物”耦合体系最佳初始pH值分别为9.0和8.0,分别反应120 h和70 h,2,4,6-TCP可被完全去除;单独Fe0体系(在初始pH值=5~10)对2,4,6-TCP去除率仅为20％左右。
　　(3)pH值对Fe0的腐蚀有重要影响。在单独Fe0体系中,初始pH值=5~10时过程pH值均会迅速升高到10.0左右,导致Fe0钝化,不能持续腐蚀(过程pH值＞5.8时Fe0腐蚀很小,不能持续腐蚀;过程pH值＞8.0时Fe0会钝化,基本不腐蚀)。
　　(4)2,4,6-TCP在不同体系中降解机理有所不同。单独Fe0体系中2,4,6-TCP没有被降解,仅通过Fe0吸附作用而得到一定的去除;单独微生物体系中2,4,6-TCP的降解路径为2,4,6-TCP→2,4-DCP→4-CP;“Fe0-微生物”耦合体系中,2,4,6-TCP的降解路径为2,4,6-TCP→2,4-DCP→4-CP→苯酚。
　　(5)在“Fe0-微生物”耦合体系中,Fe0与微生物的协同促进作用主要表现在对过程pH值的调节、对Fe0腐蚀的促进、对微生物在Fe0界面富集等方面。Fe0与微生物协同对“Fe0-微生物”耦合体系过程pH值具有互补调节作用,可使体系过程pH值总是趋于中性或中性偏碱的范围,有利于微生物生长和脱氯过程的进行;耦合体系中Fe0腐蚀产生的Fe2+和 H2可为微生物代谢提供电子供体和营养物质,提高微生物脱氢酶活性;耦合体系中微生物对氢的新陈代谢、酸化细菌产生的酸性化合物以及脱氯过程产生的腐蚀性离子(如Cl-等)等都能促进Fe0腐蚀,使得Fe0不易钝化;耦合体系中Fe0对微生物具有一定的界面富集作用,可为微生物提供一定的反应表面,有利于实现吸附、电子转移、传质及生物转化作用。
　　(6)在“Fe0-微生物”体系中,Fe0的加入使微生物的菌落结构有了一定的改变,使得微生物中杆状菌所占比例减少,而球状菌所占比例增加;另外Fe0还能使体系中微生物的结构更加紧密,能提高微生物的颗粒密实度。

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第1章 绪论

1.1 氯酚类化合物来源及危害

1.2 氯酚类化合物处理方法

1.3“Fe0-厌氧微生物”降解难降解有机物的研究进展

1.4 研究意义及内容

第2章 污泥驯化过程与驯化污泥的降解特性

2.1 实验材料和方法

2.2 实验结果与讨论

2.3 本章小结

第3章 pH值对“Fe0-厌氧微生物”体系去除水中2,4,6-TCP的影响

3.1 实验材料与实验方法

3.2 结果与讨论

3.3 本章小结

第4章 “Fe0-厌氧微生物”体系降解2,4,6-TCP机理探讨

4.1 实验材料与实验方法

4.2 2,4,6-TCP降解路径分析

4.3“Fe0-微生物”体系降解2,4,6-TCP协同机理探讨

4.4 本章小结

第5章 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

致谢

附录攻读硕士期间公开发表的论文