研 究 生 毕 业 论 文（申请硕士学位）论文题目 臭氧曝气沸石生物滤池处理硝基苯废水的研究作者姓名 专业名称 环 境 工 程 研究方向 水 污 染 控 制 技 术 指导教师 年 月 日目录摘 要5Abstract8第一章 绪论121.1引言121.2硝基苯的性质、危害及处理现状131.2.1 硝基苯的性质131.2.2 硝基苯的危害141.2.3 硝基苯废水的处理方法141.3本课题的提出和内容211.3.1 课题的提出211.3.2 研究内容21第二章 实验材料与方法222.1实验材料222.1.1 实验试剂222.1.2天然沸石矿232.1.3实验仪器242.1.4 实验装置252.2分析方法26第三章 臭氧沸石床对硝基苯的去除效果273.1引言273.2本章研究内容273.3实验部分273.3.1沸石对硝基苯的吸附效果实验273.3.2空气对硝基苯的吹脱效果实验283.3.3臭氧对硝基苯的降解效果实验283.4结果与讨论283.4.1沸石对NB的吸附效果283.4.2空气对硝基苯的吹脱效果实验293.4.3臭氧对硝基苯的降解效果实验323.5本章小结35第四章 沸石曝气生物滤池对硝基苯的去除364.1 引言364.2本章研究内容364.3实验部分364.3.1实验流程364.3.2沸石曝气生物滤池的启动374.3.4工艺参数对污染物去除效果的影响374.4结果与讨论384.4.1挂膜期间水质指标的监测384.4.2生物膜硝基苯驯化394.4.3水力停留时间对污染物去除效果的影响404.4.4进水硝基苯浓度对污染物去除效果的影响434.4.5进气量对污染物去除效果的影响464.5出水重金属分析494.6本章小结50第五章 臭氧沸石曝气生物滤池对硝基苯的去除515.1引言515.2本章研究内容515.3 实验部分525.3.1 实验流程525.3.2臭氧沸石曝气生物滤池的启动525.3.3工艺参数对污染物去除效果的影响535.4 结果与讨论535.4.1生物膜臭氧驯化535.4.2水力停留时间对污染物去除效果的影响545.4.3不同初始硝基苯浓度对污染物的去除效果的影响595.4.4臭氧浓度对污染物去除效率的影响635.5出水重金属分析665.6 本章小结66第六章 结论68参考文献70附录75致谢76摘 要硝基苯是一种重要的化工原料，应用广泛。但是硝基苯废水严重污染环境、危害人体健康。硝基苯废水的化学性质稳定，可生化性差，单纯的用生物法很难将其完全降解。通过物理化学法将其氧化开环，提高其可生化性，再用生物法将其完全矿化，可使废水达到排放标准。本研究为了考察臭氧沸石曝气生物滤池处理硝基苯废水的效能及其影响因素，采用固定床的方式，分别考察了臭氧沸石床、沸石生物滤池及臭氧沸石生物滤池对硝基苯、COD、氨氮、TN、TP的处理效果，并研究了水力停留时间、进水硝基苯浓度、进气量等因素对反应器去除效果的影响。研究表明：（1）天然沸石对硝基苯没有吸附作用。硝基苯去除率随着停留时间的增加而提高。当进水硝基苯浓度为100 mg/L时，水力停留时间从1h增加到8h，硝基苯去除率从19.51%增加到97.19%。臭氧浓度越高，硝基苯降解效率越高。臭氧浓度为322.56mg/L时，降解硝基苯的效率明显快于其他三个浓度，水力停留时间为9小时硝基苯的去除率就能接近99%。硝基苯的去除率随着初始硝基苯浓度的增加而减少，硝基苯浓度增至250mg/L时，硝基苯的去除率减少至72.30%。（2）曝气生物滤池的挂膜启动：从开始挂膜到挂膜成功共经历了20天。CODCr和氨氮平均去除率分别稳定在35.73%和84.3%左右，此时认为挂膜成功。当进气量为0.5L/min 、进水硝基苯浓度为100mg/L时，调节水力停留时间考察停留时间对污染物去除效果的影响，硝基苯、CODCr、氨氮、TP的去除率随着水力停留时间的增加而提高。当HRT=8h、进水硝基苯浓度为100mg/L时即可达到最佳去处效果，硝基苯、CODCr、氨氮、TP的去除率分别可达到84.93%、95.16%、80.17%、54.44%。当HRT=4h、进气量为0.5L/min时，调节进水硝基苯浓度从5mg/L- 100 mg/L，曝气生物滤池对污染物的去除率随着硝基苯的进水浓度的提高而下降。当进水硝基苯浓度为100mg/L时，硝基苯、CODCr、氨氮、TP的去除率分别可达到80.19%、64.21%、54.01%、54.27%。当进水硝基苯浓度为100mg/L时，随着进气量增加，硝基苯、COD、氨氮的去除率随之增加，相比较之下最佳进气量为0.5L/min。 （3）经驯化的生物膜对硝基苯和臭氧有一定的耐受性，对硝基苯、COD、氨氮的处理效果相对于臭氧沸石床和沸石曝气生物滤池都得到了提高。臭氧沸石曝气生物滤池的挂膜启动：本实验的挂膜分两步：第一步与第四章的挂膜驯化方法相同，才用循环进水培养的挂膜启动方式。从开始挂膜到挂膜成功共经历了20天。CODCr和氨氮平均去除率分别稳定在35.73%和84.3%左右，此时认为挂膜成功。第二步为生物滤池的臭氧驯化，即是将臭氧与氧气的混合气体曝入反应器中，逐渐提高臭氧浓度，使微生物适应微量臭氧存在的环境，逐渐形成下部为沸石过渡到上层生物膜的复杂床层结构。当硝基苯、CODCr和氨氮平均去除率分别稳定在90%、70%和60%左右，此时认为挂膜成功。当进气量为0.5L/min 、进水硝基苯浓度为100mg/L、进气臭氧浓度为126.31mg/L时，改变水力停留时间，硝基苯、CODCr、氨氮、TP、TN的去除率随着水力停留时间的增加而提高。当HRT=4h时，硝基苯、CODCr、氨氮、TP、TN的去除率分别可达到99.23%、92.11%、64.12%、42.27%和79%。当HRT=8h时，硝基苯、CODCr、氨氮、TP、TN的去除率分别可提高到99.93%、96.67%、84.76%、52.44%和83%。当HRT=4h、进气量为0.5L/min、进气臭氧浓度为126.31mg/L时，调节进水硝基苯浓度从50mg/L-250mg/L，臭氧沸石曝气生物滤池对污染物的去除率随着硝基苯的进水浓度的提高而下降。当进水硝基苯浓度为250mg/L时，硝基苯、CODCr、氨氮、TP的去除率分别下降到到80.95%、76.52%、56.53%、36.37%。当HRT=4h、进气量为0.5L/min、进水硝基苯浓度为100mg/L时，调节臭氧浓度从79.6mg/L到168mg/L，臭氧浓度的增加，硝基苯、CODCr、氨氮、TP的去除率均呈先上升后下降的趋势，在臭氧浓度为126.3mg/L时去除率达到最高，分别为99.93%、96.67%、84.76%、52.44%。结合本章与第四章内容可知，臭氧沸石曝气生物滤池的最佳运行条件为HRT= 4h、进气量为0.5L/min、臭氧浓度为126.3mg/L。关键词：硝基苯；臭氧；沸石曝气生物滤池；氧化；固定床反应器AbstractNitrobenzene is an important chemical raw material. Nitrobenzene wastewater is chemical stable and toxic to microorganism.Biological method is difficult to be completely degraded. In order to remove NB from wastewater effectively , physical and chemical methods are used to improve their biodegradability. And then biological methods are used to mineralize COD and enable wastewater discharge standards.In this study, the effectiveness of the ozone zeolite reactor, the aerated zeolite biological filter and ozone aerated zeolite biological filter(OAZBF) are investigated.And the effects of HRT,aeration rate,etc on the NB removal were explored with wasted pumped into the reactor continuously. Studies show that:(1) Natural zeolite can not adsorp nitrobenzene. Nitrobenzene removal rate increased with hydraulic retention time. At the conduction of 100 mg/L nitrobenzene, the removal rate increased from 19.51 % to 97.19%. When HRT increased from 1h to 8h. Nitrobenzene degradation rate increased with ozone concentration increasing. When the ozone concentration was the highest 322.56mg/L, the degradation efficiency of nitrobenzene was significantly faster than the other.Nitrobenzene removal rate was close to 99% after 9h oxidation. Nitrobenzene removal rate decreased with initial NB concentration.When nitrobenzene concentration increased to 250mg/L, the removal rate of nitrobenzene was reduced to 72.30%.(2) BAF biofilm start: From the beginning to the biofilm culturing successfully , it undergone a total of 20 days. When CODCr and ammonia nitrogen removal rate stabilized at an average of around 35.73% and 84.3%, we think biofilm cu