纳米TiO 2 /Fe 3 O 4 对PTA废水中对/间苯二甲酸厌氧产甲烷过程的影响研究

发布时间：2024-04-21 19:59

　　通过添加导电性材料可以介导并促进互营菌与产甲烷菌间直接种间电子传递(Direct interspecies electron transfer,DIET),从而加速厌氧产甲烷过程。该策略应用于高浓难降解精对苯二甲酸(Purified terephthalic acid,PTA)废水处理上,可能实现简化工艺、降低成本,对PTA废水工业处理领域极具意义。本研究在上流式厌氧污泥床(Up-flow anaerobic sludge blanket,UASB)反应器处理体系中添加纳米TiO2/F e3O4,探究两种纳米材料对对苯二甲酸(Terephthalic acid,TA)和间苯二甲酸(Isophthalic acid,IPA)厌氧产甲烷过程的影响。得出以下主要结论:(1)对于TA体系,保持总有机碳(Total organic carbon,TOC)浓度为1500 mg/L,阶段性增大TA的有机碳占比。运行数据显示两种纳米材料的添加均缩减了约60天完全降解期,促进厌氧产甲烷效果无显著差异;两种纳米材料的添加均明显增强颗粒活性污泥导电性;扫描电镜图中看到纳米材料较为密集地附着在颗粒污泥表面;微...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 PTA废水工业处理现状
        1.1.1 PTA废水简介
        1.1.2 当前工业上PTA废水的处理方案
        1.1.3 PTA废水中对苯二甲酸的厌氧生物降解现状
        1.1.4 PTA废水中间苯二甲酸的厌氧生物降解现状
    1.2 厌氧产甲烷过程及其在PTA废水处理的应用
        1.2.1 厌氧生物处理技术简述
        1.2.2 PTA废水的厌氧产甲烷过程
        1.2.3 厌氧产甲烷过程中主要菌群
        1.2.4 厌氧产甲烷过程速率慢的本质
    1.3 种间电子传递是影响厌氧产甲烷效率的重要过程
        1.3.1 间接种间电子传递
        1.3.2 直接种间电子传递
    1.4 导电性材料介导的直接种间电子传递
        1.4.1 介导直接种间电子传递的导电性材料
        1.4.2 纳米材料介导直接种间电子传递加速PTA废水厌氧产甲烷过程的可能性
    1.5 本论文的研究目的、意义和研究内容
        1.5.1 研究目的与意义
        1.5.2 研究内容
第二章 实验材料与方法
    2.1 实验仪器与设备
    2.2 实验材料与试剂
    2.3 测定分析方法
        2.3.1 颗粒活性污泥特性参数测定
        2.3.2 产气量与产气甲烷浓度的测定
        2.3.3 总有机碳浓度的测定
        2.3.4 苯甲酸、对苯二甲酸与间苯二甲酸浓度的测定
        2.3.5 颗粒污泥导电性的测定
        2.3.6 扫描电子显微镜样品的制备
    2.4 微生物群落分析方法
        2.4.1 DNA的提取
        2.4.2 高通量测序分析
第三章 纳米TiO₂/Fe₃O₄对对苯二甲酸厌氧产甲烷过程的影响
    3.1 实验设计
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 纳米TiO₂与纳米Fe₃O₄对反应器运行参数的影响
        3.2.2 颗粒污泥导电性分析
        3.2.3 颗粒污泥的表面形貌分析
        3.2.4 微生物群落分析
    3.3 本章小结
第四章 纳米TiO₂/Fe₃O₄对间苯二甲酸厌氧产甲烷过程的影响
    4.1 实验设计
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 纳米TiO₂与纳米Fe₃O₄对反应器运行参数的影响
        4.2.2 颗粒污泥导电性分析
        4.2.3 颗粒污泥的表面形貌分析
        4.2.4 微生物群落分析
    4.3 纳米材料对不同底物(对苯二甲酸与间苯二甲酸)厌氯降解过程影响的分析和讨论
    4.4 不同纳米材料(纳米TiO₂与纳米Fe₃O₄)对厌氧产甲烷过程影响的分析和讨论
    4.5 本章小结
第五章 总结与建议
    5.1 主要结论
    5.2 创新点
    5.3 建议
参考文献
附录
在读期间研究成果
致谢



本文编号：3961384