厌氧污泥对间二氯苯的吸附性能

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摘要:为了研究灭活厌氧污泥和活性厌氧污泥对间二氯苯 (m-DCB)的吸附,考察了吸附平衡时间、吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学、污泥投加量和pH对吸附m-DCB的影响。结果表明,2种污泥对m-DCB的吸附在1 h内达到平衡。应用伪一级、伪二级反应动力学对实验数据进行验证,表明厌氧污泥吸附m-DCB更符合伪二级反应动力学模型。2种污泥对m-DCB的吸附都可以用Langmuir和Freundlich吸附模型拟合,但Langmuir吸附模型的拟合结果要好于Freundlich模型,且活性厌氧污泥的吸附性能显著高于灭活厌氧污泥。从吸附热力学上看,该吸附为放热反应,低温有利于吸附反应的进行。pH值对2种污泥吸附m-DCB的影响很小。

氯苯类化合物是一类疏水及持久性有机污染物。由于其容易在含脂肪丰富的组织中蓄积,且大多具有致癌、致畸和致突变性,因此被许多国家列入环境优先控制污染物或者“黑名单”之中。现有的研究结果表明,氯苯类化合物广泛地应用于染料、医药、农药、有机合成工业等领域,其污染范围较为广泛,在土壤和沉积物、各种自然水体、蔬菜、鱼类、甚至在人类的脂肪组织和乳液以及极地生物体内都有检出,这为受其污染的环境修复带来了沉重的压力。

间二氯苯(m-DCB)多源于染料制造、有机合成及生产溶剂、熏蒸剂和杀虫剂等工厂或车间,是染料、医药和农药等行业的常用中间体,其大量排放会对环境造成不可逆的影响。污泥对有机污染物吸附行为的研究在国内外已经开展多年,Caner等、Shih等和周洪波等对污泥吸附有机物,如磺胺二甲基嘧啶、苯、酚类和胺类等的性能及作用机理进行了深入的研究。目前,关于m-DCB生物降解方面的研究很多,而污泥对它的吸附方面的研究鲜有报道。因此,需要研究m-DCB在污泥中的吸附行为,有效地控制其对环境的污染。本研究利用自行设计的厌氧-好氧一体化反应器内的厌氧污泥进行吸附实验,分析了m-DCB在灭活厌氧污泥及活性厌氧污泥上的吸附性能,研究其吸附平衡时间、吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学及污泥投加量和PH对吸附的影响,为该污染物的有效防治提供依据。。

1材料与方法

1.1实验用水

实验用水为人工配水,以葡萄糖作为有机物的来源,并添加NH4CL、KH2PO4来补充细菌生长所需的氮和磷,控制COD:N:P=200:5:1,同时加入Fe2+、Co2+、Mn2+、Ni2+和Mo2+等微量元素。水质指标COD为1000 mg/L左右,总氮为25 mg/L左右,总磷为5 mg/L左右。

1.2厌氧污泥

厌氧污泥取自江苏省靖江市江山制药厂UASB工艺,置于厌氧B好氧一体化反应器里进行驯化。经过一个月的驯化,厌氧污泥达到了较稳定的性能和去除率。

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