电极生物膜法降解有机污染物的机理研究

论文摘要

含苯胺类、甲醛等有机废水的大量排放给废水治理带来了很大的困难,传统的有机废水处理方法已经不能满足目前的发展需求。电极生物膜法因其高效、经济和管理方便等优点,具有广泛的应用前景。本文设计了以活性炭纤维为阴极的电极生物反应装置。在活性炭纤维上驯化挂膜得到了与污染物相配套的生物膜。对电极生物膜法处理苯胺废水的工艺条件进行了研究。结果表明:100mg/L的苯胺废水在温度为30℃,电流强度为5mA,水力停留时间为6h时,苯胺去除率可达99%。对电极生物膜法处理甲醛废水、对硝基苯胺废水进行了尝试。结果表明:200mg/L的甲醛废水经过6h的处理,去除率可达99.8%;50mg/L的对硝基苯胺废水经过12h,去除率可达98.2%。研究了有机污染物的降解机理。结果表明:在相同条件下,电化学法对苯胺去除率为10%;活性炭纤维吸附对苯胺去除率为22%;电场与活性炭纤维共同作用对苯胺去除率为43%;生物降解作用对苯胺去除率为76%;电极生物膜法对苯胺去除率为99%。通过光学显微镜研究生物膜中原生动物种类变化及生长状态;通过分光光度法对进出水有机污染物的浓度进行测定。以上研究结果表明:电场提高了活性炭纤维的吸附速度和吸附量;在一定的电流强度下,电场对微生物的新陈代谢有促进作用,有利于污染物的去除。电极生物膜法对有机废水有较好的处理效果。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 电极生物膜法废水处理技术的研究进展
• 1.1.1 电极生物膜法在反硝化脱氮中的应用
• 1.1.2 电极生物膜法在处理其他污染物中的应用
• 1.2 电场对微生物的影响在水处理中的应用
• 1.2.1 水的电解杀菌消毒的研究概况
• 1.2.2 电场对微生物的促进作用
• 1.3 有机废水处理方法
• 1.3.1 化学法
• 1.3.2 物化法
• 1.3.3 生物法
• 1.4 苯胺类废水的研究状况
• 1.4.1 苯胺类废水的来源与危害
• 1.4.2 苯胺类废水处理技术概况
• 1.5 甲醛废水的研究状况
• 1.5.1 甲醛废水的来源及危害
• 1.5.2 甲醛废水处理技术概况
• 1.6 本文提出背景及研究内容
• 第二章 实验仪器、试剂及分析方法
• 2.1 实验仪器与试剂
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验试剂
• 2.2 实验分析方法
• 2.2.1 苯胺类化合物的测定
• 2.2.2 甲醛的测定
• 第三章 电极生物膜法处理苯胺废水的研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验装置及分析方法
• 3.1.2 微生物的来源及培养方式
• 3.1.3 苯胺工艺废水的配制
• 3.2 活性污泥的驯化与挂膜方法
• 3.3 苯胺废水处理工艺条件的研究
• 3.4 电极生物膜法处理苯胺废水机理的探讨
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 活性污泥的驯化与挂膜
• 3.5.2 工艺条件的研究结果
• 3.5.2.1 温度对苯胺去除率的影响
• 3.5.2.2 水力停留时间（HRT）对苯胺去除率的影响
• 3.5.2.3 电流强度对苯胺去除率的影响
• 3.5.2.4 初始浓度对苯胺去除率的影响
• 3.5.3 电场对活性炭纤维吸附苯胺的影响
• 3.5.4 生物法和电极生物法对苯胺废水的处理结果
• 3.5.5 直流电场对微生物生长代谢的影响
• 第四章 电极生物膜法处理其他有机废水的研究
• 4.1 电极生物膜法处理甲醛废水
• 4.1.1 实验方法
• 4.1.2 生物法与电极生物膜法处理甲醛废水
• 4.2 电极生物膜法处理对硝基苯胺废水
• 4.2.1 实验方法
• 4.2.2 生物法与电极生物膜法处理对硝基苯胺废水
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 甲醛废水处理结果
• 4.3.2 对硝基苯胺废水处理结果
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢