【摘要】：阿散酸作為飼料添加劑在畜禽養(yǎng)殖中應(yīng)用廣泛,但幾乎所有添加的阿散酸都被排出而進入糞便和養(yǎng)殖廢水中,導(dǎo)致了有機砷的污染。阿散酸抑制厭氧產(chǎn)甲烷菌的活性,其產(chǎn)甲烷抑制效應(yīng)隨著時間的延長而增加。厭氧生物處理是養(yǎng)殖廢水廢棄物的常規(guī)處理方式,但阿散酸在厭氧生物處理中的降解機制還不是很清楚。另外,在養(yǎng)殖廢水的深度處理中,芬頓反應(yīng)對部分有機污染物具有良好的氧化去除效果,但芬頓反應(yīng)對阿散酸的作用還未見報道。因此,本論文從中溫生物降解、高溫生物降解和阿散酸的芬頓氧化三個方面進行了研究,結(jié)果如下：首先,研究了中溫厭氧污泥對阿散酸的降解情況,研究了阿散酸對中溫厭氧產(chǎn)甲烷過程的抑制及動力學(xué)。當(dāng)阿散酸濃度小于0.46 mM (mmol/L,毫摩爾每升)時,厭氧產(chǎn)甲烷菌沒有受到影響。當(dāng)阿散酸濃度達到0.92 mM時,厭氧產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)甲烷活性受到了完全的抑制。阿散酸的半抑制常數(shù)為0.47 mM。經(jīng)過115天的培養(yǎng),3%59%添加的阿散酸被降解。砷形態(tài)分析表明當(dāng)阿散酸初始添加濃度較低時,阿散酸降解生成的無機砷主要是五價砷(As(Ⅴ))。當(dāng)初始添加濃度達到0.46 mM以后,阿散酸降解生成的無機砷主要是三價砷(As(Ⅲ))。這解釋了為什么較高濃度的阿散酸會有更高的產(chǎn)甲烷抑制性。其次,研究了阿散酸在高溫厭氧條件下的生物降解、動力學(xué)及砷形態(tài)分析。與中溫厭氧環(huán)境下阿散酸的產(chǎn)甲烷抑制相比,在高溫厭氧環(huán)境下阿散酸對產(chǎn)甲烷抑制更大。高溫厭氧污泥降解阿散酸可以分為兩階段。在第一階段,厭氧污泥吸附阿散酸是水相中阿散酸初始濃度降低的主要機制,可以用偽二階動力學(xué)描述。在第二階段,厭氧污泥對阿散酸的生物降解是水相中阿散酸濃度進一步降低的主要原因,可以用偽一階動力學(xué)描述。在高溫厭氧環(huán)境下,三價砷與無機總砷的比例比其在中溫厭氧環(huán)境下的比例要高。這解釋了為什么阿散酸對高溫厭氧污泥的產(chǎn)甲烷活性抑制更大。根據(jù)水相和污泥相中的砷形態(tài)分析,當(dāng)阿散酸濃度小于0.2mM時,阿散酸在兩個月內(nèi)會被高溫厭氧污泥完全降解。最后,研究了阿散酸在芬頓反應(yīng)作用下降解及其機理。分別研究了SiO32-、Ca2+、 Cl-、H2O2和Fe2+劑量的影響、阿散酸的降解動力學(xué)和阿散酸可能的降解路徑。芬頓降解阿散酸可以在pH為4.5的情況下高效進行。該降解速率可以用rate=0.04951×(Carsanilic adid0.2934)×(Cfenton0.8374)描述。Ca2+和Si032-對芬頓降解阿散酸幾乎沒有影響,而Cl-對降解過程有較大的抑制效應(yīng)。根據(jù)檢測到的降解中間產(chǎn)物,推測了阿散酸在芬頓反應(yīng)中的氧化降解路徑。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X713
【圖文】：

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本文編號：2789798