發(fā)布時間：2020-05-22 00:15

【摘要】：本文用生物電化學強化四氯化碳的厭氧共代謝降解,對其降解特性進行了初步的研究。對取自生活污水處理廠的厭氧活性污泥進行培養(yǎng)馴化,比較了甲醇、乙醇、甲酸鈉、乙酸鈉、葡萄糖五種共代謝基質下厭氧微生物對四氯化碳的降解效果,對降解的過程進行動力學擬合,分析了降解過程中的代謝產物,并對實驗條件進行了優(yōu)化。用馴化培養(yǎng)的厭氧污泥啟動生物電化學系統(tǒng),并對陰陽兩極進行掛膜。待系統(tǒng)運行穩(wěn)定后,比較了四氯化碳在電化學體系,厭氧共代謝和生物電化學體系中的去除效果。用SEM對啟動前后的陰陽兩極的表面形貌進行了表征。分別研究了陽極和陰極作為工作電極時的循環(huán)伏安曲線。研究了不同反應條件如電壓,四氯化碳濃度和共代謝基質濃度對四氯化碳去除率的影響。結果表明:(1)厭氧微生物共代謝降解四氯化碳,甲醇為共代謝基質時降解效果最佳。不加共代謝基質和甲醇、乙醇、甲酸鈉、乙酸鈉、葡萄糖分別作為共代謝基質時對四氯化碳的去除率分別為54.5%,84.0%,79.2%,60.9%,74.9%,66.7%。降解的過程符合準一級動力學模型。(2)在SEM圖中可以明顯觀察到在陰陽兩極表面的厭氧污泥顆粒。生物電化學強化四氯化碳厭氧共代謝降解在外加電壓為0.5 V、初始四氯化碳濃度2mg/L、共代謝基質濃度為500 mg/L的基本條件下進行。在24 h內,生物電化學系統(tǒng)對四氯化碳的去除率為91.9%,厭氧共代謝為65.6%,電化學系統(tǒng)為55.7%。生物電化學系統(tǒng)對四氯化碳的去除過程符合準二級動力學模型。(3)對代謝產物的檢測結果是,厭氧微生物共代謝和單獨的電化學系統(tǒng)降解四氯化碳的產物主要是三氯甲烷。生物電化學系統(tǒng)對四氯化碳降解的主要產物是三氯甲烷和二氯甲烷。生物電化學系統(tǒng)對四氯化碳的降解更徹底。循環(huán)伏安圖表明,生物電化學系統(tǒng)的工作電極為陰極。高通量測序的結果顯示,陰極微生物聚類成三類,分別是脫氯菌屬,協(xié)同脫氯菌屬及發(fā)酵產甲烷、產氫、產乙酸菌屬(如Syntrophus,Treponema,Anaerolinea),這三類微生物相互協(xié)同,共同促進陰極的還原脫氯反應。
【圖文】：

圖 1-1 生物電化學系統(tǒng)反應機理圖-1 所示，生物電化學系統(tǒng)一般分為陽極室和陰極室。陽極化下發(fā)生氧化反應，有機基質(如乙酸鈉)提供電子，電極則物或非生物的催化下發(fā)生還原反應，電極提供電子，氧化電子。生物電化學系統(tǒng)中陽極的氧化反應和陰極的還原反，反應快速高效，能源和物質易于回收(郭爽，2013)。 等人的研究表明，生物電化學系統(tǒng)的電子傳遞機制有直接轉移兩種方式（Komeel et al., 2010）：子轉移，需要有酶復合物在膜外周或者與膜相連，或是纖毛導性物質。子轉移，可溶性化學物質在胞內發(fā)生氧化反應或還原反應，，達不溶性的電子受體或電子供體。反應機理主要有血紅素靶

養(yǎng)馴化取自高碑店污水處理廠的厭氧活性污泥，比較不同共代謝化碳的降解情況，并對實驗條件進行優(yōu)化。建生物電化學系統(tǒng)，用外加電壓馴化陰陽兩極的厭氧微生物，并電極進行掛膜，啟動雙室 BES 反應器。雙室 BES 反應器中，研究陰極對目標污染物 CT 的降解情況。主解率，CT 降解的動力學擬合及代謝產物的濃度。與單一的電化學物共代謝降解做對比。析外加電壓，CT 的濃度及共代謝基質（甲醇）的濃度對 CT 降解并對陰極的微生物群落進行分析，探討 CT 的還原機制。究技術路線圖題的技術路線圖如圖所示：
【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X703

【參考文獻】

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本文編號：2675132