吸附—共代谢再生活性污泥法去除污水中五氯苯酚研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 李萍 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2004-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 刘俊新 |
| 关键词 | 五氯苯酚 吸附 共代谢 生物降解 活性污泥 pentachlorophenol bio-sorption co-metabolism bio-degradation activated sludge process |
| 其他题名 | PCP removal from wastewater by bio-sorption-co-metabolism method |
| 学位专业 | 环境工程 |
| 中文摘要 | 持久性有机污染物（POPs）在环境中容易保存、在生物体内容易蓄积，对人体和野生动物的生命和健康造成危害。有关POPs在环境中迁移、转化规律的研究已成为倍受关注、十分活跃并极具发展潜力的研究领域。含POPs的污水处理方法很多，比较各种方法的发展潜力，采用调节污水营养成分比，利用微生物共代谢降解仍是经济和技术上较有竞争力的方法。 五氯苯酚（PCP）作为POPs中的一种，广泛用于化工防腐等行业，在其生产废水中，通常含有一定量的PCP，并与其它多种基质一起排放。活性污泥法是目前世界上应用最为广泛的污水生物处理方法，然而，常规的活性污泥法污水处理工艺对PCP的去除能力很低，有时会因为PCP的影响而使活性污泥的性能变差。本课题的目的是通过详细地研究活性污泥对PCP的吸附和共代谢降解的过程、机理及去除规律，为PCP及类似于PCP的持久性有机污染物在污水生物处理工艺中的去除提供科学依据。本论文的主要研究内容和结论如下： （1）污水中PCP检测方法的研究 污水的成分复杂，干扰PCP检测结果的因素很多。本文对固相萃取和高效液相色谱联用（SPE-HPLC）以及液-液微萃取与气相色谱联用（LPME-GC）测定污水中PCP的方法进行了详细的摸索和优化。比较而言SPE-HPLC法操作简单但检测成本高；LPME-GC检测程序繁琐，但精确性高、检测成本相对较低。 （2）活性污泥吸附PCP特性研究 PCP在pH小于或等于4和pH大于或等于7的环境中分别主要以分子和离子形态存在，分子型的PCP在活性污泥表面的吸附符合线型等温线模型，离子型的PCP则符合Langmuir模型。分子型和离子型的PCP在活性污泥表面吸附的标准吸附热ΔHo、标准熵变值ΔSo、标准自由能改变量差别显著。不同存在形式的PCP与活性污泥表面结合的作用力不相同，分子态的PCP主要以范德华力、离子态PCP主要以配位键作用力被活性污泥吸附。 采取稳定运行的城市污水处理厂曝气池中的污泥，进行吸附PCP的现场模拟试验，结果发现：如果进水PCP的浓度在2mg/L左右，COD的浓度在300mg/L左右，吸附时间选择20min，污泥浓度选择2gSS/L比较合适。 （3）共代谢基质对PCP生物降解作用的研究 以苯酚、葡萄糖作为PCP的共代谢基质，分别考察了这两种物质在加速驯化活性污泥、降解PCP方面的作用，结果表明：葡萄糖可以增强活性污泥中微生物对PCP的适应能力，加快驯化过程中PCP的降解速度，苯酚作为PCP的共代谢基质，其毒性可与PCP相互叠加，从而延缓活性污泥的驯化进程。污泥好氧驯化过程中定期检测了系统出水的浊度、COD等参数，分析了它们与PCP浓度变化的关系，结果显示：PCP浓度的降低与系统中COD的变化有较好的相关关系，浊度的大幅度升降预示着活性污泥中的微生物对毒性物质的逐步适应。在污泥厌氧驯化的过程中发现：接种的污泥的种类及PCP的浓度也会影响污泥驯化的进程。 适当的共基质碳源具有提高活性污泥微生物种群的整体活性，促进PCP降解的作用，用BIOLOG方法从95种不同的碳源中筛选到果糖、麦芽糖和谷氨酸。与葡萄糖相比，它们更适合作PCP的共基质碳源。 在PCP与生活污水共基质代谢的序批式反应中发现，一方面添加共基质碳源与PCP发生竞争吸附从而减少PCP在活性污泥上的吸附量，缓解PCP对微生物的毒性作用；另一方面，添加共基质辅助碳源可以从整体上提高活性污泥中微生物对有机污染物的去除活性。共基质碳源对PCP降解的促进作用不仅与共基质碳源的浓度和组合方式有关还与活性污泥系统微生物种群结构有关。 （4）生物共代谢系统中生物相考察 考察了共代谢过程中原后生动物的种类和数量与PCP去除率及活性污泥系统微生物总体活性的关系，结果显示：每毫升活性污泥中有柄纤毛虫的个数的变化趋势与系统中微生物总体活性的变化趋势一致，有柄纤毛虫占系统中原生动物总数的百分比能大致指示该系统PCP的去除效率。 （5）生物吸附-再生工艺及去除PCP效果研究 将通常意义的吸附—再生工艺进行改进，并将PCP在活性污泥中吸附和共代谢的规律用到污水处理的实践中。结果发现：改进后的吸附-共代谢再生活性污泥法污水生物处理工艺对污水中的PCP具有较好的去除效果。采用该工艺处理含2mg/L PCP的生活污水，如果在再生段添加50mg/L的谷氨酸，在长期的运行过程中出水PCP的浓度可以达到低于0.1mg/L的效果。 |
| 学科主题 | 水处理工程 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-08-01 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/608]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_水污染控制实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李萍. 吸附—共代谢再生活性污泥法去除污水中五氯苯酚研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2004. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。