磁鐵礦負(fù)載生物炭強化厭氧微生物處理2,4-二氯苯酚廢水

楊柳，王名威，張耀斌

（1 大連理工大學(xué)環(huán)境學(xué)院，遼寧 大連 116024；2 清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京 100084）

2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）是工業(yè)廢水中常見 的難處理污染物，在紡織、造紙等行業(yè)廢水中濃度較高。厭氧技術(shù)是處理氯酚類化合物常用的工藝，其對2,4-DCP的降解是通過還原脫氯來實現(xiàn)。但是，高濃度的氯酚化合物對厭氧生物處理具有強烈的抑制。

異化鐵還原是指微生物以胞外不溶性鐵氧化物為末端電子受體，通過氧化有機物耦合Fe(Ⅲ)的還原，并從中獲得能量用于自身生長代謝的過程。這些特定的微生物被稱為鐵還原菌。根據(jù)鐵還原菌與鐵氧化物的相互作用，異化鐵還原機理可分為直接接觸機制、電子穿梭體機制、納米導(dǎo)線機制、螯合劑機制。Li 等研究發(fā)現(xiàn)在異化鐵還原過程中形成的Fe(Ⅱ)，吸附于礦物表面后形成還原能力強的礦物/Fe(Ⅱ)復(fù)合體，可促進多種氯酚類化合物的還原轉(zhuǎn)化。盧曉霞等研究發(fā)現(xiàn)在鐵還原和脂肪酸存在的條件下，四氯乙烯、-二氯乙烯和一氯乙烯可完全脫氯。Wei 等發(fā)現(xiàn)降解鐵還原菌對CHCl的降解具有良好效果。但是，傳統(tǒng)厭氧生物處理中的鐵還原菌豐度低，很難達到有效的異化鐵還原效果。

磁鐵礦（FeO）作為一種鐵氧化物，不僅可以代替導(dǎo)電菌毛pili（納米導(dǎo)線機制）參與種間電子傳遞，還可以富集異化鐵還原菌參與種間電子傳遞過程，但是磁鐵礦容易團聚減弱其作用。生物炭（BC）是生物質(zhì)在高溫裂解后產(chǎn)生的導(dǎo)電材料，具有比表面積大、價格低廉等優(yōu)勢。生物炭的介導(dǎo)方式主要分為兩種：一方面，電子可以在生物炭上的稠環(huán)芳烴上自由傳導(dǎo)；另一方面，生物炭表面具有豐富的官能團結(jié)構(gòu)，如醌基、氫醌、蒽醌基團等。如將磁鐵礦負(fù)載到生物炭上形成載鐵生物炭，不僅減弱磁鐵礦的團聚作用，而且增加微生物對生物炭表面的黏附性；同時可提高材料的導(dǎo)電性與電容量，實現(xiàn)微生物之間的長距離電子傳遞。

1 實驗

1.1 實驗裝置

本實驗在4個有效體積為1L（尺寸為100mm×280mm）的上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB 反應(yīng)器）內(nèi)進行，分別為空白對照組R1 反應(yīng)器、投加FeO的R2反應(yīng)器、投加BC的R3反應(yīng)器、投加磁鐵礦負(fù)載生物炭的R4反應(yīng)器。UASB反應(yīng)器的頂部設(shè)有三相分離器，三相分離器的出口連接著氣體采樣袋。4 個UASB 反應(yīng)器的運行溫度為(35±2)℃，水力停留時間（HRT）為24h。

1.2 材料制備

取楊木片置于管式爐內(nèi)，以5℃/min 的速率升溫至400℃并保持6h，之后以5℃/min 的速率降溫。全過程向管式爐內(nèi)持續(xù)通入氮氣以隔絕楊木片與空氣的接觸。待管式爐降至室溫，將燒結(jié)好的木質(zhì)生物炭取出并研磨，過100目篩。研磨后的木質(zhì)生物炭保存?zhèn)溆谩?/p>

取5g研磨過篩后的木質(zhì)生物炭與500mL的5g/L FeCl溶液混合，調(diào)節(jié)溶液pH 為7.0，溶液出現(xiàn)紅褐色沉淀。室溫下機械攪拌24h后，靜置待完全沉淀。將沉淀置于真空干燥箱內(nèi)50℃下干燥12h。干燥后的固體置于管式爐內(nèi)，與上述燒結(jié)木質(zhì)生物炭方法相同，得到磁鐵礦負(fù)載生物炭樣品，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 接種污泥與廢水

接種污泥取自大連夏家河污水處理廠的厭氧污泥消化罐，污泥含固率約為15%。4 個UASB 反應(yīng)器內(nèi)分別接種150mL 污泥并進行馴化。接種污泥馴化階段用水為葡萄糖廢水，葡萄糖廢水采用葡萄糖為主要碳源（COD 濃度為5000mg/L），NHCl 和KHPO作為氮源和磷源（COD∶N∶P=200∶5∶1）。采用NaHCO調(diào)節(jié)初始pH為7.0～7.2。

本研究分別采用葡萄糖、NHCl和KHPO作為實驗廢水的主要碳源、氮源和磷源（COD∶N∶P=200∶5∶1）。該實驗廢水COD的濃度為5000mg/L。除采用碳源、氮源和磷源外，實驗廢水中還加入了不同濃度（50mg/L、100mg/L）的氯酚化合物2,4-DCP；采用NaHCO調(diào)節(jié)初始pH為7.0～7.2。

1.4 實驗流程

本實驗分為兩個階段，即微生物馴化階段和微生物穩(wěn)定階段。微生物馴化階段持續(xù)時間為44天，4個反應(yīng)器的進水均為葡萄糖廢水。葡萄糖廢水由蠕動泵泵入UASB 反應(yīng)器，HRT 均為24h。該階段持續(xù)時間為44天。在44天時，4個UASB反應(yīng)器的出水COD 濃度維持在2200mg/L。在微生物穩(wěn)定階段，向UASB 反應(yīng)器R2、R3 和R4 中分別投加5.0g FeO粉末、5.0g BC 粉末和5.0g 磁鐵礦負(fù)載生物炭粉末。實驗進水由蠕動泵泵入UASB反應(yīng)器。前期實驗廢水中的2,4-DCP 的濃度為50mg/L，連續(xù)運行R1～R4 反應(yīng)器26 天。待4 個反應(yīng)器的COD 濃度相對穩(wěn)定后，將實驗進水中的2,4-DCP濃度提高至100mg/L，其余條件不變，考察反應(yīng)器的抗擊能力，連續(xù)運行R1～R4反應(yīng)器30天。

1.5 分析方法

采用微波消解比色法測定反應(yīng)器出水COD 的濃度；采用氣相色譜法測定氣體采樣袋中氣體的組分；采用玻璃注射器測定氣體采樣袋中的氣體體積；采用高效液相色譜法（HPLC）測定反應(yīng)器出水的2,4-DCP 濃度；采用掃描電子顯微鏡（SEM）進行木質(zhì)生物炭和磁鐵礦負(fù)載生物炭樣品的形貌分析；采用電子能譜儀（EDS）進行木質(zhì)生物炭和磁鐵礦負(fù)載生物炭樣品的元素組成分析；采用電化學(xué)工作站的電流計時法測定材料的電子供給能力（EDC）和電子接收能力（EAC）（玻碳電極為工作電極，鉑絲電極為對電極，Ag/AgCl 為參比電極），循環(huán)伏安法（CV）測定污泥的電容性或充放電能力（鉑電極為工作電極，Ag/AgCl 為參比電極，鉑電極為對電極）；采用X 射線光電子能譜分析方法（XPS）測定材料C元素上含氧官能團的種類；采用X射線衍射（XRD）判定材料的鐵晶型種類；采用質(zhì)量控制法分析各材料的降解效果。

連續(xù)流實驗結(jié)束后，收集R1～R4 反應(yīng)器內(nèi)的污泥樣品，采用高通量16s rRNA 的焦磷酸測序來分析微生物的群落結(jié)構(gòu)。污泥樣品的脫氧核糖核酸（DNA）利用土壤快速DNA提取試劑盒提取，隨后分別對古菌和細(xì)菌的V3-V416Sr RNA 序列進行PCR 擴增。匯集和純化后的PCR 產(chǎn)物采用Illumina TruSeqDNA文庫的制備方案進行構(gòu)建并利用2000測序儀進行測序。

2 結(jié)果與討論

2.1 木質(zhì)生物炭與磁鐵礦負(fù)載生物炭的表征

2.1.1 SEM

圖1為木質(zhì)生物炭和磁鐵礦負(fù)載生物炭樣品表面在掃描電子顯微鏡下的形貌特征。圖1(a)、(b)顯示BC 表面蓬松，這些特征與木質(zhì)生物炭特征相吻合。圖1(c)、(d)顯示生物炭中的金屬元素形成礦物，表面形成礦物顆粒，礦物均勻分布在生物炭表面，部分礦物鑲嵌在BC間隙中。顆粒間分散較好，更多的礦物暴露出來，沒有發(fā)生團聚現(xiàn)象。

圖1 木質(zhì)生物炭、磁鐵礦負(fù)載生物炭形貌SEM圖

2.1.2 元素組成

對木質(zhì)生物炭與磁鐵礦負(fù)載生物炭進行元素分析，EDS分析報告顯示生物炭的鐵元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%，磁鐵礦負(fù)載生物炭的鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.7%。圖2為木質(zhì)生物炭和磁鐵礦負(fù)載生物炭樣品的主要元素EDS 圖。生物炭表面主要的元素為碳、氧（紫色）、氮（藍色）、鐵（黃色）。其中，碳、氧、氮是生物炭的基本元素，磁鐵礦負(fù)載生物炭的鐵元素則主要來自于后期添加。

圖2 木質(zhì)生物炭、磁鐵礦負(fù)載生物炭主要元素EDS圖

2.1.3 XRD

為進一步確定BC 上礦物顆粒的種類，測定了木質(zhì)生物炭與磁鐵礦負(fù)載生物炭樣品的XRD圖譜，如圖3。XRD 圖顯示木質(zhì)生物炭沒有明顯的衍射峰，而磁鐵礦負(fù)載生物炭中的鐵氧化物具有晶體結(jié)構(gòu)，2值為30.2°、35.5°、43.3°、57.6°和62.9°的衍射峰分別對應(yīng)FeO的尖晶石晶體結(jié)構(gòu)的(220)、(311)、(400)、(511)和(440)的衍射峰。這證明鐵氧化物FeO晶體結(jié)構(gòu)已經(jīng)附著在木質(zhì)生物炭表面。

圖3 木質(zhì)生物炭、磁鐵礦負(fù)載生物炭XRD圖

XPS常用于分析物質(zhì)元素組成和其表面的化學(xué)形態(tài)。圖4 為木質(zhì)生物炭與磁鐵礦負(fù)載生物炭的XPS圖，其表明了生物炭C元素上的含氧官能團的種類區(qū)別。C1s 主要的峰是結(jié)合能為284.8eV 的C—C或C—H 所對應(yīng)的擬合峰，結(jié)合能為288.8eV 的峰對應(yīng)C—O—R官能團。在磁鐵礦負(fù)載生物炭的樣品中檢測到C—O—R 官能團，而在木質(zhì)生物炭上并未檢測到該官能團。

圖4 木質(zhì)生物炭、磁鐵礦負(fù)載生物炭的XPS圖

2.1.5 接收/供給電子能力表征

生物炭的電子供給能力（EDC）和電子接收能力（EAC）用介導(dǎo)電化學(xué)還原和氧化測定。EDC和EAC是每克樣品所氧化還原的電子數(shù)（μmol eˉ/g）。該方法是在三電極體系下，利用電化學(xué)工作站的計時電流法測定。按照前人報道的方法，敵草快（DQ）和2,2'-聯(lián)氮雙二銨鹽（ABTS）分別用于介導(dǎo)的電化學(xué)還原和介導(dǎo)的電化學(xué)氧化。EDC 和EAC 直接反映了樣品可用于種間電子傳遞的氧化和還原基團（如醌和氫醌）的數(shù)量，可以直觀地比較BC 和磁鐵礦負(fù)載生物炭樣品間的電子傳遞能力的區(qū)別。圖5為木質(zhì)生物炭與磁鐵礦負(fù)載生物炭的EDC 與EAC，結(jié)果表明，木質(zhì)生物炭的EDC 和EAC分別為3.57μmol eˉ/g和7.53μmol eˉ/g；而磁鐵礦負(fù)載生物炭樣品具有更高的電子接收/供給能力，EDC和EAC分別為3.73μmol eˉ/g和17.28μmol eˉ/g，這表明磁鐵礦負(fù)載生物炭的EAC 高。氧化活性的官能團具有更好的電子傳遞能力，這與生物炭上的醌基相關(guān)。將EDC 和EAC 相加，即為充放電能力，即投加磁鐵礦負(fù)載生物炭樣品的充放電能力提高89.3%。

圖5 BC、磁鐵礦負(fù)載生物炭（Fe3O4 BC）的EAC和EDC

2.1.6 充放電性能

采用循環(huán)伏安法測定樣品的充放電性，循環(huán)封閉曲線的積分面積代表了材料的比電容。圖6為實驗結(jié)束后將反應(yīng)器內(nèi)污泥加入到介導(dǎo)電化學(xué)氧化（MER）和介導(dǎo)電化學(xué)還原（MEO）中所引起的氧化還原時間-電流曲線。結(jié)果顯示R1～R4反應(yīng)器內(nèi)污泥的電容量分別為0.0013911F、0.0016142F、0.0012026F、0.0017227F。由此可知，投加磁鐵礦負(fù)載生物炭樣品的反應(yīng)器內(nèi)污泥的循環(huán)伏安曲線面積最大，分別提高了23.8%、6.7%、43.2%。投加磁鐵礦負(fù)載生物炭的反應(yīng)器內(nèi)的污泥具有高比電容與充放電性。圖6顯示R2和R4曲線有明顯的峰，峰的存在進一步說明磁鐵礦負(fù)載在生物炭上。投加磁鐵礦負(fù)載生物炭的反應(yīng)器內(nèi)的污泥循環(huán)伏安曲線面積更大，充放電能力更強，微生物之間的電子轉(zhuǎn)移加速。

圖6 R1～R4反應(yīng)器內(nèi)污泥的循環(huán)伏安曲線

2.2 磁鐵礦負(fù)載生物炭對2,4-DCP降解的影響

2.2.1 FeO、BC、磁鐵礦負(fù)載生物炭對COD 去除和CH產(chǎn)量的影響

為評價FeO、BC、磁鐵礦負(fù)載生物炭樣品對厭氧消化的影響，實驗測定了廢水隨著時間變化的COD和反應(yīng)器的甲烷產(chǎn)氣量。圖7和圖8分別為FeO、BC、磁鐵礦負(fù)載生物炭樣品投加至反應(yīng)器R1～R4（反應(yīng)器進水中2,4-DCP 濃度均為50mg/L）后，反應(yīng)器內(nèi)COD和甲烷產(chǎn)量變化。

圖7 R1～R4反應(yīng)器在50mg·L-1和100mg·L-1 2,4-DCP下COD濃度變化

圖8 R1～R4反應(yīng)器在50mg·L-1和100mg·L-1 2,4-DCP下甲烷產(chǎn)量變化

實驗啟動期持續(xù)44 天，啟動期間反應(yīng)器泵入的葡萄糖廢水COD 濃度為5000mg/L。44 天后4 個反應(yīng)器內(nèi)COD 濃度無明顯差異，反應(yīng)器處于平衡狀態(tài)。圖7(a)顯示，0～20d 內(nèi)投加50mg/L 2,4-DCP后，由于2,4-DCP對微生物具有毒害作用，反應(yīng)器R1 的COD 上升，微生物對有機底物的降解效果變差；反應(yīng)器R2、R3、R4中材料的投加降低微生物毒害作用，反應(yīng)器內(nèi)的COD 并未出現(xiàn)增加，而是不同程度的下降，其中投加了磁鐵礦負(fù)載生物炭材料的R4 中COD 降解得最快，最終COD 可達800～900mg/L，COD 降解率為85%以上。磁鐵礦和生物炭的投加不同程度地緩解了微生物受到的毒害作用，COD 的降解率約為65%。20～28d，隨著反應(yīng)器運行時間的增加，微生物對難降解有機污染物2,4-DCP具有一定的抵抗能力，R2～R4內(nèi)的COD趨于平穩(wěn)，但是R1 內(nèi)微生物環(huán)境更加惡劣，COD 有持續(xù)升高趨勢。實驗表明，在50mg/L 2,4-DCP 濃度下，加入磁鐵礦負(fù)載生物炭、磁鐵礦、BC 的反應(yīng)器COD去除率較空白反應(yīng)器分別提高了約84%、64%、56%。

為進一步探究更高濃度的2,4-DCP 時，投加FeO、BC和磁鐵礦負(fù)載生物炭材料對COD降解效率的影響，實驗將2,4-DCP 濃度增加至100mg/L。圖8(b)顯示，反應(yīng)器內(nèi)COD降解情況與投加50mg/L 2,4-DCP時得出的結(jié)果相似。空白反應(yīng)器內(nèi)微生物的COD去除率隨時間逐漸減弱而趨于崩潰，而投加磁鐵礦負(fù)載生物炭的反應(yīng)器內(nèi)微生物處于穩(wěn)定狀態(tài)。實驗表明，在100mg/L 2,4-DCP濃度下，加入磁鐵礦負(fù)載生物炭、磁鐵礦、BC的反應(yīng)器COD去除率較空白反應(yīng)器分別提高了約75%、59%、54%。磁鐵礦與生物炭都可以促進COD 的去除；磁鐵礦負(fù)載生物炭材料可以強化COD去除效果。由于2,4-DCP氯代基團的毒性增強導(dǎo)致了微生物COD去除率的降低。

如圖8所示，反應(yīng)器中的甲烷產(chǎn)量變化與COD去除率的變化類似。甲烷產(chǎn)量與產(chǎn)甲烷菌的含量有關(guān)，在50mg/L 2,4-DCP 濃度下，投加磁鐵礦負(fù)載生物炭、磁鐵礦、生物炭的反應(yīng)器較空白反應(yīng)器的甲烷產(chǎn)量提高，產(chǎn)甲烷菌豐富；當(dāng)2,4-DCP濃度提升到100mg/L 時，空白反應(yīng)器內(nèi)甲烷產(chǎn)氣量減少，菌的數(shù)目減少，而磁鐵礦負(fù)載生物炭、磁鐵礦、生物炭的反應(yīng)器約為空白組的3.1倍、2.4倍、2.8倍。

2.2.2 FeO、BC、磁鐵礦負(fù)載生物炭對2,4-DCP 去除的影響

2,4-二氯苯酚的氯代基團對微生物具有強毒害性，氯代基團相較酚類基團毒害性更強。開始的實驗在50mg/L 2,4-DCP濃度下進行，圖9(a)為進水50mg/L 2,4-DCP 含酚廢水時，在投加5g FeO、5g BC、5g 磁鐵礦負(fù)載生物炭材料后隨時間變化的2,4-DCP 濃度曲線。第1 天，由于微生物對苯酚具有一定的降解能力，2,4-DCP 在短期內(nèi)快速下降；投加磁鐵礦負(fù)載生物炭材料的R4 反應(yīng)器內(nèi)，在1天內(nèi)可以將2,4-DCP 降解到2.9mg/L，R1～R3 反應(yīng)器內(nèi)分別降解到12.2mg/L、16.2mg/L、21.1mg/L，這說明在短期內(nèi)磁鐵負(fù)載生物炭材料可以迅速降低苯酚2,4-DCP 的影響；1～8天內(nèi)四個反應(yīng)器內(nèi)的苯酚濃度降低，整體趨勢為磁鐵礦負(fù)載生物炭材料的降解效果最好，空白組最差；8～25 天內(nèi)反應(yīng)器內(nèi)2,4-DCP 的降解效果趨于穩(wěn)定，降解趨勢與0～8天的降解效果相似，這說明持續(xù)的實驗內(nèi)磁鐵礦負(fù)載微生物也能更好地實現(xiàn)對2,4-DCP的降解。磁鐵礦負(fù)載生物炭對厭氧微生物處理2,4-DCP廢水具有強化作用，磁鐵礦負(fù)載生物炭組較空白組對2,4-DCP的降解能力提升了54.1%。為進一步探究材料對厭氧微生物處理含酚廢水的強化作用，實驗進水為更高濃度的含酚廢水。圖9(b)為進水100mg/L 2,4-DCP含酚廢水時，反應(yīng)器隨時間變化的2,4-DCP濃度曲線，實驗結(jié)果與50mg/L 2,4-DCP 時相似。1～10 天內(nèi)，磁鐵礦負(fù)載生物炭組的出水2,4-DCP 一直保持在10mg/L左右；在27天，反應(yīng)器內(nèi)2,4-DCP分 別 降 解 到24.7mg/L、 18.9mg/L、 21.2mg/L、12.1mg/L。磁鐵礦負(fù)載生物炭組較空白組對2,4-DCP的降解能力提升了49.8%。微生物隨著反應(yīng)時間對2,4-DCP具有一定的耐毒性，而磁鐵礦負(fù)載生物炭的投加能夠加速對2,4-DCP的降解。這進一步表明磁鐵礦負(fù)載生物炭強化了厭氧微生物處理2,4-二氯苯酚廢水。

圖9 R1～R4反應(yīng)器在50mg·L-1和100mg·L-1下2,4-DCP濃度變化

2.2.3 微生物群落分析

連續(xù)流實驗結(jié)束后，利用高通量測序技術(shù)分析微生物的群落結(jié)構(gòu)，來獲取磁鐵礦、生物炭和磁鐵礦負(fù)載生物炭的投加對微生物傳質(zhì)或電子傳遞功能的信息。本實驗后對R1～R4 內(nèi)的細(xì)菌、古菌進行高通量測序分析，結(jié)果如表1與所示。

古菌層面分析如表1所示。在向反應(yīng)器內(nèi)投加50mg/L 2,4-DCP 時，在FeO、BC、磁鐵礦負(fù)載生物炭的反應(yīng)器（R2～R4）內(nèi)占據(jù)主導(dǎo)地位的產(chǎn)甲烷菌是，它是一種典型的氫型產(chǎn)甲烷菌，通過耗氫甲烷化途徑盡可能地維持酸化相反應(yīng)器內(nèi)酸堿平衡，其豐度分別為61.63%、50.26%、50.49%，而在空白組（R1）內(nèi)其豐度為34.72%，這意味著磁鐵礦負(fù)載生物炭的加入可以提高的豐度。R2～R4 內(nèi)第二高豐度的為，它是一種典型的乙酸型產(chǎn)甲烷菌，其豐度分別為25.74%、33.63%、34.64%，而空白組的豐度為43.24%。這說明磁鐵礦、BC 相較空白組內(nèi)厭氧消化所產(chǎn)生的大量氫氣可被高豐度的氫型產(chǎn)甲烷菌所利用，同時更好地維持系統(tǒng)穩(wěn)定，這與COD 去除效果相符。相反，乙酸型產(chǎn)甲烷菌豐度降低，可能是磁鐵礦、BC 可作為電子受體與乙酸型產(chǎn)甲烷菌形成競爭。

表1 反應(yīng)器內(nèi)古菌群落豐度

細(xì)菌層面分析如表2所示。在向反應(yīng)器內(nèi)投加50mg/L 2,4-DCP時，、、等為4 個反應(yīng)器內(nèi)的優(yōu)勢菌屬。為發(fā)酵型鐵還原菌，有報道稱其能夠降解多種芳香族化合物。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)投加更高濃度的2,4-DCP時，反應(yīng)器R3、R4 內(nèi)的菌顯示出了更高豐度，分別為12.34%和14.54%。為互養(yǎng)細(xì)菌，可轉(zhuǎn)化小分子有機物。常出現(xiàn)在厭氧生物處理含酚廢水中，可有效降解酚類化合物。投加磁鐵礦負(fù)載生物炭的反應(yīng)器內(nèi)和豐度更高，這兩種菌均屬于綠彎菌門的厭氧絲狀菌，可促進微生物的聚集，加速顆粒污泥的形成。這些絲狀菌與水解酸化菌在R4 反應(yīng)器富集，加速了酚類化合物的降解與轉(zhuǎn)化，提高反應(yīng)器的運行性能。是一種能夠降解復(fù)雜有機物的發(fā)酵細(xì)菌，它可參與厭氧消化過程中基于直接種間電子轉(zhuǎn)移（DIET）的聯(lián)養(yǎng)代謝，這可能是在R3、R4中豐度更高的原因。

表2 反應(yīng)器內(nèi)細(xì)菌群落豐度

3 結(jié)論

本文制備了磁鐵礦負(fù)載生物炭材料，對比了FeO、BC 和磁鐵礦負(fù)載生物炭材料在UASB 內(nèi)對厭氧微生物處理含酚廢水的性能影響。結(jié)果顯示，在厭氧條件下，磁鐵礦負(fù)載生物炭材料能夠更高效地降解2,4-DCP，提高甲烷產(chǎn)量和廢水可生化性。磁鐵礦負(fù)載生物炭可有效防止磁鐵礦團聚，實現(xiàn)電子的長距離遷移，其上的官能團結(jié)構(gòu)可更多地實現(xiàn)電子轉(zhuǎn)移。磁鐵礦負(fù)載生物炭材料可改善微生物結(jié)構(gòu)，有利于鐵還原菌（）、水解菌（）、酚類降解菌（）以及絲狀菌（和）的富集，促進了酚類化合物的進一步降解和轉(zhuǎn)化，保證反應(yīng)器高效穩(wěn)定運行，強化厭氧微生物對含酚廢水的降解。