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不同共基质条件下SBR反应器中3-硝基酚降解研究

丁厚钢

   本研究用3-硝基酚作为受试物,采用好氧工艺中的SBR反应器,在葡萄糖和乙酸钠这两种易降解共基质存在的条件下,研究了在SBR反应器中3-硝基酚的降解性能和3-硝基酚的降解动力学过程。3-硝基酚降解性能的研究分别在污泥逐步驯化和不驯化两种情况下进行,并研究了3-硝基酚浓度对活性污泥沉降性和污泥龄的影响;3-硝基酚的降解动力学过程的研究在两种共基质条件下研究了3-硝基酚的降解动力学模式和参数,以及不同共基质浓度对降解动力学模式及参数的影响。本研究得到以下主要结论。 1. SBR反应器中,在经过逐步驯化后,以葡萄糖或乙酸钠为共基质时,都可以实现3-硝基酚的降解。在保持初始COD浓度为1000mg/L左右的条件下,以葡萄糖为共基质时最高可降解初始浓度120mg/L的3-硝基酚;以乙酸钠为共基质时最高可降解初始浓度40mg/L的3-硝基酚。通过2种共基质的比较可以看出,以葡萄糖为共基质的条件下,SBR反应器能够降解更高浓度3-硝基酚废水,对3-硝基酚适应的时间更短,不会降低COD的去除率,而且3-硝基酚的平均降解速率更高。综合以上几个方面,葡萄糖共基质时比乙酸钠共基质时3-硝基酚的降解性能更好。 2. SBR反应器中,在不驯化的情况下,两种共基质条件下都不能实现3-硝基酚的降解。但系统在加入硝基酚后依然有一定的降解COD的能力,只是其降解速度要比没有3-硝基酚存在时要慢。但若3-硝基酚的浓度较高,也会使系统丧失降解COD的能力。 3.在两种共基质条件下,硝基酚的浓度对活性污泥SVI值影响不大,但会影响污泥龄θc,随着3-硝基酚浓度的提高,θc呈增大趋势。 4.在不同的葡萄糖共基质浓度下,3-硝基酚降解动力学模式可以分别用无毒性抑制的Monod方程与有毒性抑制的Andrews方程描述,试验数据点拟合效果良好。对于初始浓度90mg/L的3-硝基酚,葡萄糖初始浓度≤50mg/L时3-硝基酚降解遵循Andrews方程,葡萄糖初始浓度为≥200mg/L时遵循Monod方程;对于初始浓度120mg/L的3-硝基酚,葡萄糖初始浓度≤200mg/L时3-硝基酚降解遵循Andrews方程,葡萄糖初始浓度≥500mg/L时遵循Monod方程;葡萄糖共基质能减小3-硝基酚的毒性抑制作用,使其毒性抑制基本消除,改变其降解模式。在3-硝基酚降解遵循Andrews方程时,葡萄糖浓度的提高会使最大比降解速率Kmax值增大,而在遵循Monod方程时则相反。 5.乙酸钠共基质条件下,3-硝基酚降解动力学模式用Andrews方程描述,拟合效果良好。对于初始浓度25mg/L的3-硝基酚和初始浓度40mg/L的3-硝基酚,在各个乙酸钠初始浓度下,3-硝基酚的降解都遵循Andrews方程,乙酸钠的浓度变化会影响Andrews方程的参数。随着乙酸钠浓度的提高,Kmax值都是在乙酸钠初始浓度250mg/L时达到最大,分别为0.197 mg/(mgSS·d)和0.216 mg/(mgSS·d),然后逐渐降低,在乙酸钠初始浓度1300mg/L时出现Kmax值比不加乙酸钠时的Kmax值还小的情况。 6.从两种共基质下Andrews方程的Kmax值对比来看,葡萄糖共基质下Kmax值(≥0.830mg/mgSS·d)要远大于乙酸钠共基质下的Kmax值(≤0.216mg/mg SS·d)。 7.葡萄糖共基质时,反应开始后,微生物同时利用3-硝基酚和葡萄糖两种基质,葡萄糖的降解速度较快,而3-硝基酚降解速度较慢;反应300min后COD基本完全降解,出水COD在20mg/L以下。乙酸钠共基质时,微生物先利用乙酸钠基质,再利用难降解的3-硝基酚;反应200min后COD基本不再降低,3-硝基酚转化为不可继续降解的有机中间产物,出水COD在50mg/L以上。从COD降解情况来看,也是葡萄糖共基质好于乙酸钠共基质。……   
[关键词]:共基质;SBR反应器;3-硝基酚;降解动力学
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国海洋大学2007年