折流式內(nèi)循環(huán)生物膜反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)同時(shí)雙加氧和反硝化.pdf

1、鄰苯二甲酸(phthalic acid,PA)作為生產(chǎn)鄰苯二甲酸酯類(PAEs)的一種前驅(qū)體，被廣泛地運(yùn)用于生產(chǎn)燃料，聚酯樹脂，藥物和增塑劑等方面，由于人類社會(huì)的大量生產(chǎn)和廣泛使用，鄰苯二甲酸酯類已成為地球上最廣泛存在的環(huán)境污染物之一。PAEs不僅具有致畸、致癌和致突變特性，而且是一種內(nèi)分泌干擾素，嚴(yán)重危害人類的健康。一般PAEs較易水解生成PA，作為鄰苯二甲酸酯類的最主要中間產(chǎn)物，且該中間產(chǎn)物的積累會(huì)嚴(yán)重影響鄰苯二甲酸酯類的降解進(jìn)程，

2、所以對(duì)PA的降解機(jī)理的研究已顯得尤為重要。同時(shí)，近年來，由于農(nóng)業(yè)上氮肥的過量使用、居民生活和工業(yè)污水的排放，導(dǎo)致我國地表水含氮物質(zhì)（硝酸鹽和亞硝酸鹽等）污染日益嚴(yán)重。
　　目前，對(duì)于含有PA的污水，一般的生物處理方法是好氧生物降解法，而對(duì)于硝酸鹽和亞硝酸鹽的污水，一般是在缺氧環(huán)境下利用反硝化反應(yīng)來進(jìn)行去除。本研究通過將折流式內(nèi)循環(huán)生物膜反應(yīng)器進(jìn)行改進(jìn)，提供了一種將好氧區(qū)域和缺氧區(qū)域在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)的環(huán)境，在折流式內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器內(nèi)實(shí)

3、現(xiàn)了PA的雙加氧反應(yīng)和反硝化反應(yīng)。探究了外源電子供體和紫外輻射產(chǎn)生的內(nèi)源電子供體是如何通過加速PA的雙加氧反應(yīng)，進(jìn)而加速了反硝化反應(yīng)，通過對(duì)硝酸鹽和亞硝酸鹽這兩種主要反硝化反應(yīng)的反應(yīng)物的研究，發(fā)現(xiàn)以亞硝酸鹽為氮源時(shí)的反硝化反應(yīng)更易進(jìn)行。主要結(jié)果如下:
　　(1)通過對(duì)折流式內(nèi)循環(huán)生物膜反應(yīng)器的改進(jìn)，控制反應(yīng)器的表面溶解氧約2mg/L，由于反應(yīng)器前段溶解氧的消耗，為反應(yīng)器后段提供了缺氧環(huán)境，經(jīng)過對(duì)生物膜的馴化，在折流式內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器實(shí)

4、現(xiàn)了需氧的雙加氧反應(yīng)和缺氧的反硝化反應(yīng)。
　　(2)外源電子供體丁二酸的投入，促進(jìn)了PA的初始雙加氧反應(yīng)，生成的下游產(chǎn)物更易被反硝化反應(yīng)利用，從而加快了反硝化反應(yīng)的反應(yīng)速率。
　　(3)當(dāng)只有以丁二酸提供碳源時(shí)，少量的丁二酸投加，反硝化反應(yīng)基本不進(jìn)行，當(dāng)丁二酸的投加量達(dá)到1.27mM/L時(shí)，反硝化速率明顯加快，與PA+丁二酸組的反硝化反應(yīng)速率相近，通過兩組電子平衡的計(jì)算，進(jìn)一步論證了少量的丁二酸作為電子供體優(yōu)先提供給PA的雙

5、加氧反應(yīng)，從而為反硝化反應(yīng)提供了充足且易被利用的小分子有機(jī)酸。
　　(4) PA經(jīng)過UV/H2O2的預(yù)處理后釋放出的諸如丁二酸、乙酸類的小分子有機(jī)酸作為內(nèi)源電子供體和由外部提供的電子供體對(duì)雙加氧反應(yīng)和反硝化反應(yīng)的加速效果相同。
　　(5)在反硝化反應(yīng)中，由于亞硝態(tài)氮所需的電子供體比硝態(tài)氮所需的電子供體少，根據(jù)相同條件下，亞硝酸鹽和硝酸鹽的兩組實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，當(dāng)?shù)词莵喯跛猁}時(shí)，PA的降解速率是以硝酸鹽為氮源時(shí)的2～3倍，反硝化