探析电生物膜法处理重金属有机废水的研究

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1、天津大学硕士学位论文电生物膜法处理重金属有机废水的研究姓名：王大为申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：姜斌20030101中文摘要针对工业废水中危害极为严重的重金属有机废水，本文开发了电生物膜法新型工艺进行处理。在生物膜反应器两侧加外电场，废水中有机物由生物膜内微生物降解去除，重金属离子一部分由生物膜吸附去除，一部分在电极板被还原去除。本文首先研究重金属离子对微生物降解有机物的影响。实验结果表明，Cu2十对微生物降解有机物抑制作用强于c，；随着废水中重金属离子浓度的升高，微生物降解有机物速率减慢：用重金属离子

2、驯化后的微生物，在含有重金属离子的有机废水中，降解有机物速率快于未驯化的微生物。本文又进行了生物膜吸附Cu2+、C，的研究。结果表明，生物膜吸附Cu2+、CP+均符合Langmuir模型和Freundlich模型；pH对生物膜吸附Cu2+、cP+影响极为显著，接近于中性时，Cu2+、C，的吸附率最大，在酸性和碱性条件下，Cu2+、cP+的吸附率均有所下降；增加生物膜量能提高cu2+、cP+去除率，但单位质量生物膜吸附Cu2+、Cr3+量有所下降。通过研究外电场对活性污泥和生物膜降解有机物的影响发现，生物膜的耐电性强

3、于活性污泥。在相同的电流强度下，活性污泥降解有机物能力相对于无电流时有所下降而生物膜几乎不受影响。在综合考虑重金属对微生物降解有机物影响、pH对生物膜吸附重金属影响以及外电场对不同生物降解方法影响的基础上，本文丌发了电生物膜法复合工艺处理重金属有机废水。实验结果表明，在一定强度外电场作用下，电生物膜复合工艺处理重金属有机废水效果好于单一生物膜法。建立了电场强化重金属离子在废水溶液中质量传递的非稳态对流扩散模型并采用有限差分法进行了数值求解。研究结果表明，模型与实验结果吻合良好。在此基础上，．运屈分析了电压和重金属初

4、始浓度对生物膜吸附cu2+、c一的影响。’1关键词：生物降解外电场生物吸附重金属离子生物膜奄擂水鲰妊怂赴lABSTRACTAnoveltechnologycombiningelectricfieldandbiofilmtodisposeoforganicwastewatercontainingheavymetaliOIlSwasdevelopedinthisPaDer．Inthisnewtechnology,electricfieldwasplacedinthebiofihnreactor,Theorganicma

5、terialsinthewastewaterwasbiodegradedbythemicrobesinthebiofilmandtlleheavymetalionswerepartiallyremovedbythebiosorptionandpartiallybyelectrolysis．Theeffectsofheavymetalionsonbindegradationwerefirstlystudied．TheresultsshowedthatbiodegradationwasrestrainedbyCUz+m

6、orethanbyCrj+．ThespeedofbiodegradationWassloweddownwhentheconcentrationofheavymetalionsinthewastewaterwashigher．ThespeedofbiodegradationbytheacclimatedmicrobesWaSfaSterthaIlthatbythemixedmicrobesincaSeofheavymetalionsjntheorganicwastewater．Thestudvonthebiosorp

7、tionofCu”、Crj+bybiofilmshowedthatbothbiosorptionconformedtoLangmuirModelandFreundlichModel．ThebiosorptionamountapproachedtothemaximumwhenpHinthewastewaterwasaround7anddeclinedwhenpHWaSeitherhigherorlower．Withtheenhancementofbiomass．theremovalrateofheavymetalio

8、nsincreasedbutthebiosorptionamountofperbiofilmdecreased．TheeffectsofextemalelectricfieldontheactivatedsludgeandbinfiImwerealsostudied．Itwasfoundthatthecurrent．resistanceofbiofilmwa