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光合细菌法和类Fenton法处理染料废水的研究
作 者: 王娟
导 师: 李小明
学 校: 湖南大学
专 业: 环境工程
关键词: 染料废水 光合细菌 类Fenton法 电催化
分类号: X703
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要
随着染料工业的迅速发展,染料的品种和数量也随之不断增加,染料废水对水环境的污染问题也日益严重。对染料废水的脱色及降解的研究已成为世界性的难点和热点,也是当今环保科研的重要课题。染料废水具有有机物成分复杂且浓度高、色度高、废水量大、毒性大及处理难度大等特点,它们很难直接被好氧生物降解,而且在厌氧条件下,它们可能被还原为具有致癌作用的芳烃胺类。传统的吸附、絮凝,以及生物氧化技术通常不能达到净化的目的。本文以甲基橙废水作为研究对象,分别采用紫色非硫光合细菌法和Fe(Ⅱ)EDTA/H2O2电催化法对其降解特性进行了研究,并对降解效果进行分析。主要研究内容如下:(1)以某污水处理厂的活性污泥为原料,将光合细菌筛选出来,分离纯化得到光合细菌纯种后以其为基础进行扩大化培养,再对光合细菌进行驯化培养,并研究了温度、溶解氧、光照、pH、不同碳源等因素对光合细菌生长繁殖的影响,培养出一种对染料废水有特定降解效果的混合菌种。研究表明光合细菌(初步鉴定为紫色非硫光合细菌)的生长稳定期在培养后的第二天和第三天,且能在69的pH范围内生长,其最适生长pH值为6.8,其能利用多种碳源生长,但是不能利用碳酸氢钠作为生长碳源,而添加葡萄糖有利于其生长。(2)对传统的Fenton法进行改进,用类Fenton试剂Fe(Ⅱ)EDTA/H2O2结合电催化方法对经上述光合细菌法处理后的废水进行处理,去除废水的COD和色度,从而提高废水处理降解的效果。并探讨Fe(Ⅱ)EDTA/H2O2结合电催化体系处理染料废水的氧化特性,为研究类Fenton试剂在中性或碱性条件下催化降解其它染料和指示剂体系奠定理论基础。结果表明:Fe(Ⅱ)EDTA/H2O2催化降解甲基橙模拟废水的适宜pH值为6.5,在EDTA/Fe2+=2:1(摩尔比,Fe2+=40.0mmol/L),H2O2=48.0mmol/L,电解初始浓度为260mg/L甲基橙溶液90min,甲基橙的脱色率可达78.0%,CODcr可降至80.0mg/L。结果还表明Fe(Ⅱ)EDTA/H2O2电催化降解甲基橙废水破坏了甲基橙分子结构中的特征官能团,试验中EDTA既是催化剂也是反应物,有效地避免了EDTA带来二次环境污染的可能性,扩展了类Fenton试剂的应用范围,具有广泛的应用前景。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-11 插图索引 11-12 附表索引 12-13 第1章 绪论 13-26 1.1 研究背景 13-15 1.1.1 染料废水概述 13 1.1.2 染料废水的分类 13-14 1.1.3 染料废水的特点 14 1.1.4 染料废水的处理现状及发展 14-15 1.2 光合细菌在有机废水处理中的应用 15-21 1.2.1 光合细菌的生理特性及其功能 15-17 1.2.2 光合细菌的应用 17-19 1.2.3 光合细菌处理有机废水的机理 19-20 1.2.4 光合细菌处理有机废水的方法 20 1.2.5 光合细菌处理废水的优点 20-21 1.3 高级氧化法概述 21-24 1.3.1 高级氧化技术的分类及应用 22 1.3.2 芬顿试剂及类芬顿试剂法 22-24 1.3.3 电-Fenton 法处理技术概述 24 1.4 本课题的研究内容 24-25 1.5 论文的创新点 25-26 第2章 试验材料与研究方法 26-33 2.1 培养基的配制与灭菌 26 2.1.1 原理 26 2.1.2 器皿及材料 26 2.1.3 药品试剂 26 2.2 流程 26 2.3 步骤 26-29 2.3.1 培养基的制备 26-28 2.3.2 灭菌方法 28-29 2.4 微生物革兰氏染色过程 29-30 2.5 COD 的测定方法 30-32 2.6 试验药剂及试验仪器设备 32-33 第3章 光合细菌生长影响因素及生长规律的研究 33-46 3.1 光合细菌的分离培养 33-37 3.1.1 光合细菌的培养条件 33 3.1.2 光合细菌的培养方法 33-35 3.1.3 富集培养 35 3.1.4 分离方法 35-36 3.1.5 纯化 36 3.1.6 扩大培养 36 3.1.7 驯化 36-37 3.2 光合细菌生长曲线的绘制和形态结构的观察 37-39 3.2.1 光合细菌的生长规律 37 3.2.2 微生物革兰氏染色后观察光合细菌的形态 37-38 3.2.3 电子显微镜下观察光合细菌的形态 38-39 3.3 光合细菌生长的几个影响因素 39-43 3.3.1 温度对光合细菌生长的影响 39-40 3.3.2 溶解氧浓度对光合细菌生长的影响 40-41 3.3.3 pH 值对光合细菌生长的影响 41-42 3.3.4 光照对光合细菌生长的影响 42 3.3.5 不同碳源对光合细菌生长的影响 42-43 3.4 光合细菌处理废水的原理 43 3.5 染料废水对光合细菌生长的影响 43-44 3.6 特性光合细菌对染料废水的降解 44 3.7 鉴定 44-45 3.8 结论与讨论 45-46 第4章 Fe(Ⅱ)EDTA/H_20_2电催化降解甲基橙模拟废水的研究 46-55 4.1 引言 46 4.2 试验部分 46-47 4.2.1 试剂 46 4.2.2 主要仪器 46-47 4.2.3 电催化氧化试验 47 4.3 分析方法 47 4.3.1 COD 的测定—重铬酸钾法 47 4.3.2 甲基橙浓度的测定—分光光度法 47 4.3.3 脱色率的计算 47 4.4 结果与讨论 47-54 4.4.1 EDTA 投加对甲基橙模拟废水脱色的影响 47-49 4.4.2 H_20_2 投加量对甲基橙模拟废水脱色的影响 49-50 4.4.3 电解质浓度对甲基橙模拟废水脱色的影响 50-51 4.4.4 pH 值对甲基橙模拟废水脱色的影响 51 4.4.5 EDTA 催化电Fenton 试剂降解甲基橙模拟废水 51-52 4.4.6 反应过程中EDTA 的形态变化 52-53 4.4.7 光合细菌法和Fe(Ⅱ)EDTA/H_20_2 电催化法降解甲基橙模拟废水 53-54 4.5 结论 54-55 结论 55-57 参考文献 57-63 致谢 63-64 附录 A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录 64
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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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