阿散酸的厭氧生物降解及芬頓化學(xué)氧化研究.pdf

1、阿散酸作為飼料添加劑在畜禽養(yǎng)殖中應(yīng)用廣泛，但幾乎所有添加的阿散酸都被排出而進(jìn)入糞便和養(yǎng)殖廢水中，導(dǎo)致了有機(jī)砷的污染。阿散酸抑制厭氧產(chǎn)甲烷菌的活性，其產(chǎn)甲烷抑制效應(yīng)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。厭氧生物處理是養(yǎng)殖廢水廢棄物的常規(guī)處理方式，但阿散酸在厭氧生物處理中的降解機(jī)制還不是很清楚。另外，在養(yǎng)殖廢水的深度處理中，芬頓反應(yīng)對(duì)部分有機(jī)污染物具有良好的氧化去除效果，但芬頓反應(yīng)對(duì)阿散酸的作用還未見報(bào)道。因此，本論文從中溫生物降解、高溫生物降解和阿散酸的

2、芬頓氧化三個(gè)方面進(jìn)行了研究，結(jié)果如下:
　　首先，研究了中溫厭氧污泥對(duì)阿散酸的降解情況，研究了阿散酸對(duì)中溫厭氧產(chǎn)甲烷過程的抑制及動(dòng)力學(xué)。當(dāng)阿散酸濃度小于0.46 mM（mmol/L，毫摩爾每升）時(shí)，厭氧產(chǎn)甲烷菌沒有受到影響。當(dāng)阿散酸濃度達(dá)到0.92 mM時(shí)，厭氧產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)甲烷活性受到了完全的抑制。阿散酸的半抑制常數(shù)為0.47 rM。經(jīng)過115天的培養(yǎng)，37-59％添加的阿散酸被降解。砷形態(tài)分析表明當(dāng)阿散酸初始添加濃度較低時(shí)，阿散

3、酸降解生成的無機(jī)砷主要是五價(jià)砷(As(v))。當(dāng)初始添加濃度達(dá)到0.46 mM以后，阿散酸降解生成的無機(jī)砷主要是三價(jià)砷(As(Ⅲ)。這解釋了為什么較高濃度的阿散酸會(huì)有更高的產(chǎn)甲烷抑制性。
　　其次，研究了阿散酸在高溫厭氧條件下的生物降解、動(dòng)力學(xué)及砷形態(tài)分析。與中溫厭氧環(huán)境下阿散酸的產(chǎn)甲烷抑制相比，在高溫厭氧環(huán)境下阿散酸對(duì)產(chǎn)甲烷抑制更大。高溫厭氧污泥降解阿散酸可以分為兩階段。在第一階段，厭氧污泥吸附阿散酸是水相中阿散酸初始濃度降低的

4、主要機(jī)制，可以用偽二階動(dòng)力學(xué)描述。在第二階段，厭氧污泥對(duì)阿散酸的生物降解是水相中阿散酸濃度進(jìn)一步降低的主要原因，可以用偽一階動(dòng)力學(xué)描述。在高溫厭氧環(huán)境下，三價(jià)砷與無機(jī)總砷的比例比其在中溫厭氧環(huán)境下的比例要高。這解釋了為什么阿散酸對(duì)高溫厭氧污泥的產(chǎn)甲烷活性抑制更大。根據(jù)水相和污泥相中的砷形態(tài)分析，當(dāng)阿散酸濃度小于0.2mM時(shí)，阿散酸在兩個(gè)月內(nèi)會(huì)被高溫厭氧污泥完全降解。
　　最后，研究了阿散酸在芬頓反應(yīng)作用下降解及其機(jī)理。分別研究了S