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氯代硝基苯是一类含氯含硝基芳香烃化合物,广泛用作医药、染料、农药生产的中间体,它们也是美国EPA、欧共体及中国优先控制的有毒难降解有机污染物。本文以三种氯代硝基苯类有机物(2-CNB、4-CNB和3,4-DCN)作为目标污染物,应用连续运行反应器和分批操作的方法,研究可降解目标污染物的厌氧及好氧污泥驯化,目标污染物的生物降解机理及历程,厌氧-好氧序列工艺的运行性能等。通过一年多的试验,获得了如下研究结果: (1)2-CNB、4-CNB和3,4-DCN三种氯代硝基苯类同系物共存条件下,以易降解有机物作为共基质进行厌氧处理,在厌氧反应器中可培养获得转化降解2-CNB、4-CNB和3,4-DCN的厌氧颗粒污泥。反应器在进水COD负荷1.46~4.16kg·(m3·d)-1,目标污染物5~60mg·L-1,HRT24~48h条件下,目标污染物的平均去除率均稳定在95%以上,COD去除率保持在95%以上,反应器出水中主要厌氧降解产物为2-CA、4-CA、3,4-DCA和AN类物质。 (2)分批试验结果证明,颗粒污泥降解2-CNB和4-CNB遵循一级动力学,在厌氧条件下,CNB发生序列的硝基还原与脱氯作用,苯环上的硝基比氯原子更容易受到亲电子攻击,发生还原反应生成氨基;所获得的颗粒污泥具有对位脱氯活性,可使4-CA进一步脱氯形成苯胺。2-CNB和4-CNB厌氧降解的建议性途径为: ZVI(Zero-valentiron)对2-CNB和4-CNB的作用主要是将苯环上的硝基还原为氨基;在ZVI与污泥共还原转化体系中,ZVI对氯代硝基苯的硝基转化具有一定的促进作用,但因ZVI对中间产物的吸附特性,终产物形成速率趋慢。 (3)对含氯含硝基废水采用单一好氧处理,因吹脱作用氯代硝基苯(2-CNB、浙江大学硕上学位论文 摘要4-CNB和 3,4-DCN)约有 500左右逸散,其吹脱逸散速率常数分别为 2-CNB 0.0587-0.1242卜、个CNS 0刀682-0.N46什’、3入DcN 0刀337-0.忻68卜’;经2-CHB、个*NB和3,个DcN三种氯代硝基苯类同系物驯化的好氧活性污泥;对4CNB和3,4DCN均具有一定的降解作用,而对2七NB的降解作用较小;驯化污泥对2七HB、个CNB和3,个00N有较强的吸附作用。 H)从驯化的好氧污泥中分离得到小**B好氧降解菌川,杆状,G\ 降解试验发现最适叫7.5,最佳接种量580m扒100mL;该菌株降解4七NB的最大比降解速率为0.505*g.伯*’,比为41.98叨上-’;川菌株降解*NB具有专一性,几乎不能利用令氯苯胺、对氯苯胺、3人二氯苯胺和苯胺等污染物,对3,4二氯硝基苯和邻氯硝基苯降解作用也相当微弱。 门)根据氯代硝基苯类厌氧、好氧生物降解的特性,建立了含氯含硝基废水的厌氧-好氧集成偶合工艺,在系统进水 COD 4011-42lling·L-’,氯代硝基苯类有机物 门七NB、4-CNB、3,4DCN)约 50mg*1,A段 HRT 18-24h,O段曝气时问 24h的条件下,出水中 COD降至 50 mg·L’左右,COD去除率达到 980以上;目标污染物在 A段转化为氯苯胺和苯胺,这些中间产物在好氧条件下经8-24h的曝气后均能完全去 除;系统出水中检出一种未知物质,可能是氯苯胺和苯胺类的代谢产物苯二酚。这 一结果揭示了厌氧-好氧工艺集成偶合可高效地去除有毒难生物降解有机物,并可有 效地消除单一好氧处理可能产生的二次污染,为 No工艺高效处理氯代硝基苯废水 提供了可靠的理论依据,具有工程应用意义。