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近年来,中国地表水正呈现出复合污染的状态,不仅受到富营养化的污染,也面临工业废水、生活污水偷排漏排的污染。在地表水水体中,被发现含有不少易降解有机物或难降解有机物,例如苯酚、吡啶等物质。若水体中的易降解有机物或难降解有机物的可生化性可以被提高,能转化为易被生物利用的有机物,则这些有机物可提高反硝化的总氮去除率,解决低碳氮比水体总氮去除率低的难题,并同时改善水体富营养化状况,使地表水体从真正意义上得到有效的处理。本课题选用了易降解有机物苯酚及难降解有机物吡啶为代表,讨论光催化氧化对含有这2种物质水体可能产生的影响。实验中发现,50mg/L苯酚经过光催化氧化之后,可以明显地提高其可生化性,当用于微生物培养时,经过光催化之后的苯酚溶液相比未经过光催化的苯酚溶液,其生物量(以OD值计)可以提高34%;且经过30min光催化的苯酚溶液,用作反硝化碳源时,相比未经过光催化的苯酚溶液,硝酸盐去除率可以提高2.7倍。为了研究光催化提高苯酚可生化性的原因,本课题尝试探讨了苯酚在光催化过程中的降解机理。从实验中发现,导致苯酚溶液可生化性提高的原因是在光催化过程中,苯酚主要转化为羧酸类有机物,以及邻苯二酚和对苯二酚。正是由于羧酸类有机物具有很高的可生化性,从而导致光催化后苯酚可生化性的提高。因此,验证了光催化氧化可以提高苯酚的可生化性。而在针对吡啶的实验中发现,吡啶对微生物具有很强的抑制作用,经过光催化后可有效缓解吡啶的生物抑制性,从而提高水体的可生化性。在配水葡萄糖-吡啶和配水苯酚-吡啶实验中都发现,光催化可以缓解吡啶对葡萄糖降解菌及苯酚降解菌的抑制作用。根据拟合的Monod方程,相对于配水葡萄糖-吡啶的μmax和KS,配水葡萄-光催化吡啶的μmax增加了18.75%,KS减小了17.56%。相对于配水苯酚-吡啶的μmax和KS,配水苯酚-光催化吡啶的μmax增加了46.85%,KS减小了26.56%。从这两组吡啶配水实验中,验证了二氧化钛光催化氧化可提高难降解有机物吡啶的可生化性。之后,我们将二氧化钛光催化技术运用到实际复合污染地表水,发现二氧化钛光催化氧化可使复合污染地表水的可生化性提高。并且,经过多批次的复合污染地表水光催化实验发现,经过光催化后的复合污染地表水COD均有明显上升的趋势。实验中,选取光催化氧化15min的地表水,在缺氧反硝化生物膜反应器中反应24h,其总氮去除率是原先未经光催化地表水总氮去除率的4倍。因此,我们推测在此处造成复合污染地表水可生化性提高的原因可能是,水体中存在一些本来不能被重铬酸钾氧化的有机物,但是通过光催化氧化后,变为可被重铬酸钾氧化的有机物,例如吡啶。本课题以易降解有机物苯酚和难降解有机物吡啶为研究目标物代表,验证了复合污染地表水经过光催化氧化后其可生化性提高的原因是,水体中存在类似苯酚的易降解有机物及类似吡啶的难降解有机物,它们在二氧化钛光催化的作用下,可生化性得到提高,从而复合污染地表水的可生化性也相应得到提高。本课题的研究结果,将对日后复合污染地表水处理产生极其深远的影响,具有借鉴作用。