電生物技術作為一項綠色高新技術在環(huán)境污染治理領域的應用已初見端倪,深入開展有關研究具有重要的理論和現(xiàn)實意義。本文針對含難降解有機物（以苯酚為例）和重金屬離子等廢水,分別采用全新的電催化—固定化微生物耦合工藝和自行發(fā)明的電——生物膜固定床反應塔進行處理。本文主要研究內(nèi)容如下:對苯酚和重金屬離子分別馴化后的功能微生物進行TEM、SEM表征:馴化后,微生物種群數(shù)量急劇減少,但適應性個體數(shù)量明顯增加,且細胞結構,表面形態(tài)均發(fā)生顯著變化。對電催化、固定化微生物及其耦合工藝降解苯酚的工藝進行比較研究,考察了初始濃度、電壓、酸堿度及液固比等因素對苯酚降解效果的影響。反應動力學研究表明三種工藝對苯酚的降解過程均符合零級反應動力學,單位時間內(nèi)耦合工藝對苯酚的處理效果與兩種單一工藝效果的總和相當,表明耦合工藝是一種高效的新型處理工藝;三種工藝的主要中間產(chǎn)物均為2、6-二叔丁基對苯醌,該特征產(chǎn)物在相關工藝的文獻中均未見報道。在電—生物膜固定床反應塔內(nèi),分別研究了陶瓷載體及三維電極載體掛生物膜的方式處理含重金屬離子的有機廢水,考察了間歇操作中重金屬離子初始濃度、吸附時間、操作電壓和pH值變化對去除效果的影響。... 

【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
前言
第一章 文獻綜述
    1.1 水體中有機物污染概況
        1.1.1 有機物污染及其危害性
        1.1.2 含酚廢水的污染概況
        1.1.3 含酚廢水的治理方法
    1.2 水體中重金屬離子污染概況及主要治理方法
        1.2.1 水體中重金屬離子污染概況
        1.2.2 水體中重金屬離子的主要治理方法
        1.2.3 水體中重金屬離子間的競爭吸附
    1.3 電－微生物復合法處理含重金屬離子的有機廢水
    1.4 本文主要的實驗與理論研究工作
    本章符號說明
第二章 功能微生物的培養(yǎng)、馴化及表征
    2.1 混合微生物接種、培養(yǎng)與馴化
        2.1.1 微生物培養(yǎng)、馴化的生物學原理
        2.1.2 混合微生物的培養(yǎng)和馴化
    2.2 噬酚功能微生物的SEM 表征
        2.2.1 實驗方法
        2.2.2 混合微生物原樣的SEM 表征
        2.2.3 噬酚功能微生物在不同生長階段的SEM 表征
    2.3 噬重金屬離子功能微生物的SEM、TEM 表征
        2.3.1 噬重金屬離子功能微生物的SEM 表征
        2.3.2 噬重金屬離子功能微生物的TEM 表征
    2.4 本章小結
第三章 電催化、固定化微生物及其耦合工藝降解苯酚的研究
    3.1 固定化微生物法降解苯酚研究
        3.1.1 微生物固定化方式選擇
        3.1.2 固定化功能微生物降解苯酚的影響因素
    3.2 電催化法降解苯酚
        3.2.1 工藝流程
        3.2.2 電催化降解苯酚的影響因素
    3.3 電催化－固定化微生物耦合工藝降解苯酚
        3.3.1 工藝流程
        3.3.2 耦合工藝降解苯酚的影響因素
    3.4 電催化、固定化微生物及其耦合工藝的苯酚降解動力學研究
    3.5 電催化、固定化微生物及其耦合工藝降解苯酚的中間產(chǎn)物分析
        3.5.1 樣品預處理
        3.5.2 三種工藝主要中間產(chǎn)物GC－MS 圖分析
        3.5.3 三種工藝特征中間產(chǎn)物GC－MS 圖分析
    3.6 本章小結
    本章符號說明
第四章 電－生物膜固定床反應塔處理含重金屬離子廢水的影響因素
    4.1 多功能電生物處理裝置
    4.2 陶瓷生物膜載體固定床反應器處理廢水中的重金屬離子
        4.2.1 間歇實驗
        4.2.2 連續(xù)實驗
    4.3 三維電極固定床反應器處理廢水中的重金屬離子
        4.3.1 間歇實驗
        4.3.2 連續(xù)實驗
    4.4 電－生物膜固定床反應塔去除重金屬離子的傳質(zhì)—吸附機理研究
        4.4.1 電場強化重金屬傳遞與生物膜吸附模型建立
        4.4.2 模型求解
        4.4.3 結果與討論
    4.5 本章小結
    本章符號說明
第五章 軟、硬性金屬離子在功能微生物上的競爭吸附
    5.1 微生物吸附單一金屬離子動力學
        5.1.1 微生物吸附金屬離子動力學方程
        5.1.2 Lagergren 準一級方程擬合吸附動力學實驗結果
    5.2 軟、硬性金屬離子間二元組分的競爭吸附動力學
        5.2.1 金屬離子的等溫吸附基本理論模型
        5.2.2 單一Ca~(2+)、K~+、Cd~(2+)、Pb~(2+)的等溫吸附模型研究
        5.2.3 軟、硬性金屬離子間競爭吸附的Freundlich 二元方程擬合等溫吸附實驗結果
    5.3 本章小結
    本章符號說明
第六章 結論
    一、功能微生物的表征
    二、電催化-固定化微生物耦合工藝降解苯酚
    三、電—生物膜固定床反應塔工藝處理含重金屬離子廢水
    四、軟、硬性金屬離子間競爭吸附
參考文獻
博士在讀期間發(fā)表或錄用論文
附錄
    §1 水溶液中苯酚濃度測定
    §2 ADI 方法計算子程序
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]重金屬有機廢水電生物修復及生物膜結構與生物吸附模擬[D]. 李天成.天津大學 2003

碩士論文
[1]苯酚為營養(yǎng)源的電生物膜法凈化含重金屬離子的有機廢水[D]. 劉瑞軒.天津大學 2005
[2]微電解—生物膜方法處理含重金屬離子電鍍廢水[D]. 張敬.天津大學 2005



本文編號：3361376