论文部分内容阅读
三硝基甲苯是制造火炸药的主要成分之一,在众多领域均有应用,例如:军工企业、炸山开矿等。将粗制的TNT通过亚硫酸钠精制的过程中,会产生含有大量硝基化合物及其他焦油态物质的火炸药废水（红水）,如果这些废水没有得到有效处理而直接排放到周边土壤中,火炸药中的硝基化合物会对土壤、植物及土壤里生物造成极大危害。淋洗法是一种常用的物理修复方法,但该方法只是将污染物从土壤中转移到水中,污染物并未得到降解。土壤淋洗液中含有的二硝基甲苯磺酸钠、三硝基甲苯、二硝基甲苯、硝基甲苯等硝基芳香族化合物毒性强、COD浓度高、难以生化降解,直接排放会对生态环境和人体健康造成严重危害。因此,有效处理火炸药污染土壤淋洗液,对于改善生态环境、维护当地居民的健康具有重要意义。本研究综合运用物理、化学和生物法对火炸药污染土壤淋洗液进行了处理研究,充分发挥各种方法的优势,探讨了处理火炸药污染土壤淋洗液的有效方法。在预处理方面,探讨了Fenton试剂氧化处理火炸药污染土壤淋洗液的效果,选择一级、二级动力学方程对Fenton氧化降解污染物COD的反应动力学进行了拟合,确定了Fenton试剂氧化处理火炸药污染土壤淋洗液的最佳条件。在预处理研究基础上,利用固定化微生物厌氧生物滤池（G-AF）+好氧生物滤池（G-BAF）系统组合工艺处理火炸药污染土壤淋洗液,探索了该系统对COD去除的可行性,研究了G-AF-BAF处理Fenton出水的影响因素,确定了G-AF-BAF系统处理Fenton出水的最佳条件,并对优势降解菌进行了鉴定。具体结论如下:（1）火炸药污染土壤淋洗液为黑红色废水（pH=6.57.5）,COD为45500mg·L-1,淋洗液为毒性废水。将淋洗液稀释10倍后,采用Fenton试剂氧化可有效处理火炸药污染土壤淋洗液,得到最佳反应条件:当FeSO4·7H2O投加量为8.0 g·L-1,H2O2投加量为64.0 ml·L-1,初始pH值为3,反应时间120 min及反应温度30℃时,土壤淋洗液的COD由4553.9降至800.1 mg·L-1,COD去除率达到82.4%;淋洗液中COD的降解符合二级反应动力学方程。根据紫外可见分光光谱检测可知,当吸收波长为500 nm时,吸光度为3.90,结果表明,水样中含有大量硝基化合物,经Fenton试剂氧化处理后,水样在500 nm处的吸光度由3.90降至0.27。因此,采用Fenton试剂可氧化去除大部分在可见区有吸收的有机污染物。经Fenton氧化处理后,水样的急性毒性降低94.7%,B/C由0.007升至0.22,可生化性得到明显改善。（2）在Fenton试剂预处理的研究基础上,利用FPU（功能化大孔聚胺酯交联载体）固定化高效复合微生物P925的两级G-AF-BAF系统,经过长时间运行,COD得到了很大程度的降低,其好氧系统出水COD稳定。（3）厌氧系统和好氧系统的HRT分别选择48h和36h,为了保证出水效果并且尽量缩短水力停留时间（HRT）,整个系统的HRT选择为36 h;生化处理的最佳进水pH值为7。（4）微生物可成功固定在FPU上,系统稳定运行时,微生物对Fenton预处理水的适应性较好。厌氧反应器中微生物多为丝状,好氧反应器中微生物多为球状。（5）对反应器中的优势菌种进行了高通量测序分析,得出降解Fenton预处理过的火炸药污染土壤淋洗液的优势菌有:（Dok59）、假单胞菌属（Pseudomonas）、枝动杆菌属（Mycoplana）、诺维螺菌属（Novispirillum）、藤黄单胞菌属（Luteimonas）、热单胞菌属（Thermomonas）、亚硝化弧菌属（Nitrosovibrio）、鞘脂单胞菌属（Sphingopyxis）、副球菌属（Paracoccus）、（Proteiniclasticum）。