光催化氧化提高難降解有機(jī)物可生化性的研究.pdf

1、近年來，中國(guó)地表水正呈現(xiàn)出復(fù)合污染的狀態(tài)，不僅受到富營(yíng)養(yǎng)化的污染，也面臨工業(yè)廢水、生活污水偷排漏排的污染。在地表水水體中，被發(fā)現(xiàn)含有不少易降解有機(jī)物或難降解有機(jī)物，例如苯酚、吡啶等物質(zhì)。若水體中的易降解有機(jī)物或難降解有機(jī)物的可生化性可以被提高，能轉(zhuǎn)化為易被生物利用的有機(jī)物，則這些有機(jī)物可提高反硝化的總氮去除率，解決低碳氮比水體總氮去除率低的難題，并同時(shí)改善水體富營(yíng)養(yǎng)化狀況，使地表水體從真正意義上得到有效的處理。
　　 本課題選用

2、了易降解有機(jī)物苯酚及難降解有機(jī)物吡啶為代表，討論光催化氧化對(duì)含有這2種物質(zhì)水體可能產(chǎn)生的影響。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，50mg/L苯酚經(jīng)過光催化氧化之后，可以明顯地提高其可生化性，當(dāng)用于微生物培養(yǎng)時(shí)，經(jīng)過光催化之后的苯酚溶液相比未經(jīng)過光催化的苯酚溶液，其生物量（以O(shè)D值計(jì)）可以提高34％;且經(jīng)過30min光催化的苯酚溶液，用作反硝化碳源時(shí)，相比未經(jīng)過光催化的苯酚溶液，硝酸鹽去除率可以提高2.7倍。為了研究光催化提高苯酚可生化性的原因，本課題嘗試探討

3、了苯酚在光催化過程中的降解機(jī)理。從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致苯酚溶液可生化性提高的原因是在光催化過程中，苯酚主要轉(zhuǎn)化為羧酸類有機(jī)物，以及鄰苯二酚和對(duì)苯二酚。正是由于羧酸類有機(jī)物具有很高的可生化性，從而導(dǎo)致光催化后苯酚可生化性的提高。因此，驗(yàn)證了光催化氧化可以提高苯酚的可生化性。而在針對(duì)吡啶的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，吡啶對(duì)微生物具有很強(qiáng)的抑制作用，經(jīng)過光催化后可有效緩解吡啶的生物抑制性，從而提高水體的可生化性。在配水葡萄糖-吡啶和配水苯酚-吡啶實(shí)驗(yàn)中都發(fā)現(xiàn)，光

4、催化可以緩解吡啶對(duì)葡萄糖降解菌及苯酚降解菌的抑制作用。根據(jù)擬合的Monod方程，相對(duì)于配水葡萄糖-吡啶的μmax和Ks，配水葡萄-光催化吡啶的μmax增加了18.75％，Ks減小了17.56％。相對(duì)于配水苯酚-吡啶的μmax和Ks，配水苯酚-光催化吡啶的μmax增加了46.85％，Ks減小了26.56％。從這兩組吡啶配水實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證了二氧化鈦光催化氧化可提高難降解有機(jī)物吡啶的可生化性。
　　 之后，我們將二氧化鈦光催化技術(shù)運(yùn)用到

5、實(shí)際復(fù)合污染地表水，發(fā)現(xiàn)二氧化鈦光催化氧化可使復(fù)合污染地表水的可生化性提高。并且，經(jīng)過多批次的復(fù)合污染地表水光催化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過光催化后的復(fù)合污染地表水COD均有明顯上升的趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)中，選取光催化氧化15min的地表水，在缺氧反硝化生物膜反應(yīng)器中反應(yīng)24h，其總氮去除率是原先未經(jīng)光催化地表水總氮去除率的4倍。因此，我們推測(cè)在此處造成復(fù)合污染地表水可生化性提高的原因可能是，水體中存在一些本來不能被重鉻酸鉀氧化的有機(jī)物，但是通過光催化氧化后