2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、2014年工業(yè)廢水中總鉻(Cr)的排放量為131.8噸,已經(jīng)超過砷、鉛等成為排放量最大的重金屬污染物。尤其是Cr(Ⅵ)具有高毒性,其毒性是Cr(Ⅲ)的100倍以上,對環(huán)境有重大的危害。物理、化學(xué)和生物方法能夠?qū)崿F(xiàn)Cr(Ⅵ)的去除,與物理化學(xué)相比,生物還原法是一種成本低廉的,綠色環(huán)保的Cr(Ⅵ)去除方法。在Cr(Ⅵ)生物處理的過程中,微生物能夠?qū)r(Ⅵ)還原,但Cr(Ⅵ)對微生物有毒害作用,同時對共存有機物和NO3--N的去除有抑制作用

2、。另外,微生物胞外聚合物(EPS)能夠促進 Cr(Ⅵ)的還原;產(chǎn)生的Cr(Ⅲ)可以形成沉淀或者與EPS形成有機鉻復(fù)合物,排放到環(huán)境中的有機Cr(Ⅲ)絡(luò)合物會造成二次污染。針對以上問題,本文用厭氧反應(yīng)器研究EPS與Cr(Ⅵ)的相互作用、鉻在污泥中的存在形態(tài)及Cr(Ⅵ)厭氧生物還原機理。
  本文首先考察了Cr(Ⅵ)對活性污泥的抑制作用,即不同Cr(Ⅵ)濃度條件下對CODCr去除率、NO3--N去除率以及NO3--N還原酶活性和電子傳

3、遞活性的影響。實驗結(jié)果表明,隨著Cr(VI)濃度的升高,Cr(Ⅵ)對厭氧活性污泥活性的抑制作用逐漸增強,而且抑制作用是不可逆的。利用線性和指數(shù)方程對Cr(Ⅵ)對CODCr和NO3--N的抑制率進行擬合,得到半抑制濃度為11.45 mg/L。實驗同時表明,污泥胞間是Cr(Ⅵ)還原的主要場所,超過88.5%的Cr(Ⅲ)都分布胞間。
  進一步用厭氧反應(yīng)器來考察 Cr(Ⅵ)對厭氧反應(yīng)器性能的影響。通過緩慢提高進水Cr(Ⅵ)濃度,對厭氧污

4、泥進行馴化。實驗結(jié)果表明,低濃度Cr(Ⅵ)(0-80 mg/L)對反應(yīng)器的性能沒有很大的影響;但高濃度Cr(Ⅵ)(80-120 mg/L)對反應(yīng)器性能產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。當(dāng)進水Cr(Ⅵ)濃度為120 mg/L時,與進水Cr(Ⅵ)濃度為80 mg/L時相比,CODCr的去除率從81.5%降低到73.9%,NO3--N的去除率從89.2%降低到76.5%;同時,出水中有NO2--N的積累,達到6.1 mg/L;此外,Cr(Ⅵ)的去除率由96.

5、5%降低至74.8%,出水中的Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的濃度也分別升高至30.2和5.1 mg/L。在整個反應(yīng)過程中,至少97.7%產(chǎn)生 Cr(Ⅲ)都被固定在活性污泥中,僅有極少部分的 Cr(Ⅲ)以有機鉻形式排出。微生物菌群分析證實了大多數(shù)菌群多樣性和豐度隨Cr(Ⅵ)濃度升高而逐漸降低。
  形貌分析表明污泥中的Cr主要是以Cr(Ⅲ)的形式存在,Cr(Ⅲ)沉淀大量分布在活性污泥表面。另外,隨著Cr(Ⅵ)濃度由0增加至50 mg/L,

6、Cr(Ⅵ)濃度的增加促進了EPS的產(chǎn)生,EPS的量從231.42增加至1262.90 mg/gVSS,當(dāng)Cr(Ⅵ)濃度的增加至120 mg/L時,EPS的量降至452.85 mg/gVSS。在整個過程中,蛋白的量大于多糖的量。隨著Cr(Ⅵ)濃度的增加,EPS的三維熒光光譜中的特征峰發(fā)生了偏移,這表明EPS組分的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。同時Cr(Ⅵ)濃度的增加引起3400 cm-1,1640 cm-1,1400 cm-1和1100 cm-1波峰區(qū)

7、域發(fā)生偏移,這表明羥基、羧基和氨基等基團發(fā)生改變以適應(yīng)更高濃度的Cr(Ⅵ)?;钚猿煞謱嶒灲Y(jié)果證明,EPS和營養(yǎng)液沒有還原Cr(Ⅵ)的能力;厭氧污泥還原Cr(Ⅵ)是酶介導(dǎo),膜結(jié)合的還原酶在Cr(VI)還原過程中起主要作用。EPS和Cr的相互分析表明只有Cr(Ⅵ)能與EPS形成相互作用。蛋白類和腐殖酸類物質(zhì)是EPS與Cr(Ⅵ)絡(luò)合的主要成分;Cr(Ⅵ)與蛋白類物質(zhì)和腐殖酸類物質(zhì)的絡(luò)合系數(shù)ksv分別為2.817×104(R2=0.9594)和

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