磷化氢的释放机理及其过程研究

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磷化氢是自然界中普遍存在的痕量气体,目前对磷化氢的研究主要集中在大气环境和沉积物中,在大气环境中以自由态的形式存在,而在沉积物中是以结合态的形式存在。对磷化氢的研究具有非常重要的意义,是地球磷的生物化学循环的重要补充,揭示水体富营养化中磷的一种新的转化途径,并且为厌氧污水除磷提供一种新的方法。泥源接种于经厌氧反应器(ASBR)培养驯化后的污泥;分析采用配有氮磷检测器(NPD)的气相色谱仪(GC)和二次冷阱热解析装置。试验研究厌氧条件下不同环境因素对磷化氢产生的影响,包括磷化氢的前体物和能源物质,以及还原物质、微量元素、pH和温度对厌氧产磷化氢的影响,并对磷化氢的产量及其过程进行了动态监测。主要成果如下:试验研究了5种磷化氢的前体物,当磷初始浓度为50mg/L时,以磷酸氢二钾为磷源时,磷化氢的产量最高,为82.19μg/m~3;以六偏磷酸钠为磷源时,磷化氢的产量最低,为28.63μg/m~3。以磷酸氢二钾为磷源时,能促进磷化氢的产生,磷化氢的产量与反应器中的TP有一定的负相关性。在不同初始浓度磷源对磷化氢影响的研究过程中,发现当初始磷浓度小于50mg/L左右时,随着磷浓度的增加磷化氢的产量也逐渐增加,当初始磷浓度继续增加的时候,磷化氢的产量反而降低。以葡萄糖为碳源时,磷化氢产量相比其它四种碳源最低,以甲醇为碳源时,磷化氢的产量最高,为133.64μg/m~3,甲醇为最佳碳源。不同初始COD/TP研究中,发现在COD/TP比值为16:1时,不管是固定碳源还是固定磷源,磷化氢的产量最高,最佳的碳源浓度和磷源浓度分别为800mg/L和50mg/L。投加硫化钠对磷化氢产生的影响较为明显,随着投加量的增加,磷化氢的含量上升,在投加的硫化钠浓度为10mg/L时,磷化氢的产量达到最高,为151.88μg/m~3,然后随着硫化钠投加浓度的增加磷化氢的产量开始下降,磷化氢还原微生物被抑制。投加Mo元素对磷化氢的产生有促进作用,而投加其它三种微量元素Co、Ni和Fe时,磷化氢的产量与空白样品的产量几乎相差无几,对磷化氢的产生影响不大。采用正交法确定最佳的投加浓度,,在所取的三个水平和四个因素中,四种元素(Mo、Co、Ni和Fe)最佳的浓度分别为100μg/L、20μg/L、100μg/L和20μg/L。考察pH对厌氧微生物产磷化氢的影响。pH为7的时,磷化氢产量最高,为138.66μg/m~3,而在pH为5和9的时候磷化氢的产量较低。反应器温度控制在35°条件下磷化氢的产量最大,为141.51μg/m~3;在25°条件下磷化氢产量低于35°条件下,而在温度5°、15°和45°条件下磷化氢的产量非常低。最适宜温度范围在25°—35°间。
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