典型含氮雜環(huán)化合物與苯酚共基質(zhì)短程反硝化研究.pdf

1、含氮雜環(huán)化合物（NHCs）主要來源于焦化廢水、印染廢水和制藥廢水等，其中典型化合物——喹啉、吡啶和吲哚，這些物質(zhì)屬于致癌、致畸、致突變物質(zhì)，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可生化性差，因此常規(guī)的生化處理方法難以徹底降解。工業(yè)廢水有機(jī)物種類復(fù)雜，例如酚類有機(jī)化合物約占焦化廢水的60％~90%，NHCs在去除時必會受到苯酚等有機(jī)物的影響。因此，研究苯酚與NHCs共基質(zhì)特性顯得十分必要。
　　本文選取喹啉、吡啶、吲哚作為的典型含氮雜環(huán)化合物，分別探討與苯

2、酚共基質(zhì)條件下的短程反硝化降解特性，并利用高通量測序分析降解三種底物的優(yōu)勢菌群。通過長期連續(xù)的小試實驗和大量批次實驗，得到如下主要結(jié)論：
　　1、分別在不同溫度值20℃、25℃、30℃、35℃和40℃情況下，測定有機(jī)物苯酚、喹啉、吡啶、吲哚降解率。結(jié)果表明：以喹啉和苯酚、吡啶和苯酚為碳源時，短程反硝化最佳反應(yīng)溫度為30℃。以吲哚和苯酚為碳源時，短程反硝化最佳反應(yīng)溫度為35℃。
　　2、分別在不同pH值6.0、7.0、7.5、

3、8.0和9.0的情況下，測定苯酚、喹啉、吡啶、吲哚降解率。結(jié)果表明：以喹啉和苯酚、吡啶和苯酚、吲哚和苯酚為碳源時，短程反硝化最佳反應(yīng)pH值均為7.5。
　　3、改變NO-2-N濃度，以喹啉和苯酚、吡啶和苯酚、吲哚和苯酚為碳源在短程反硝化體系中，得到最適COD/NO-2-N分別為3.5、7、5。
　　4、苯酚對喹啉的生物降解有促進(jìn)效果，并且隨著苯酚濃度的升高，促進(jìn)作用更加明顯。苯酚對吡啶的生物降解有抑制作用，并且隨著苯酚濃度的

4、升高，抑制作用會減弱。苯酚對吲哚的生物降解有抑制效果，并且隨著苯酚濃度的升高，抑制作用會增強(qiáng)。
　　5、采用零級反應(yīng)方程對苯酚存在條件下，喹啉、吡啶、吲哚的降解進(jìn)行線性擬合，擬合曲線與實驗測定值相關(guān)性良好，求得方程參數(shù)。單基質(zhì)喹啉、吡啶、吲哚降解速率常數(shù)分別為0.0040 h-1、0.0050 h-1、0.0046 h-1；添加低濃度苯酚時，喹啉、吡啶、吲哚的降解速率常數(shù)分別為0.0045 h-1、0.0039 h-1、0.003

5、9 h-1；添加高濃度苯酚時，喹啉、吡啶、吲哚的降解速率常數(shù)分別為0.0048 h-1、0.0041 h-1、0.0030 h-1。
　　6、研究反硝化過程中，電子供體（喹啉和苯酚、吡啶和苯酚、吲哚和苯酚）和電子受體（NO-2-N）的降解規(guī)律。采用雙底物Monod微分方程對 COD、NO-2-N的濃度變化進(jìn)行擬合,得到最大比反硝化速率分別為0.0048 h-1、0.0067 h-1、0.0031 h-1；亞硝態(tài)氮半飽和常數(shù)分別為1

6、.36mg/L、0.66 mg/L、5.29 mg/L；有機(jī)物半飽和常數(shù)分別為78.77 mg/L、76.35 mg/L、84.61 mg/L；難降解因子分別為43.60mg/L、38.61mg/L、45.95mg/L。
　　7、通過MiSeq高通量測序技術(shù)，分析短程反硝化體系中不同碳源馴化的活性污泥在高COD/NO-2-N時優(yōu)勢菌群的結(jié)構(gòu)和功能，得到結(jié)論：以喹啉和苯酚為碳源微生物群落具有最大的細(xì)菌種類個數(shù)和最豐富的多樣性，吲哚和