固定化藻菌生物流化床处理高浓度有机废水

摘要

为获得对高浓度有机污水中的COD、N、P等指标较高的去除率,采用了藻菌共生系统处理污水。论文探讨了藻类与好氧菌之间的相互作用关系,设计藻菌共生系统,寻找藻菌的最佳组合模式。从生态角度来看,具有重要的现实意义。 在实验中,使用了两种不同的方法培养了藻。好氧污泥取自污水厂,在实验室进行培养和驯化,使其尽量适合处理污水的特性。 研究了固定化颗粒密度的影响因素及几种改进固定化颗粒密度的方法。研究结果表明,增大污泥的比例、氯化钙的浓度及减少颗粒的粒径都能提高固定化颗粒的密度；用氯化钡做固定溶液能获得更大密度的固定化颗粒；在活性污泥与海藻酸钠的混合溶液中,加入大密度的固体小颗粒,能有效地增加固定化颗粒的密度。 藻菌共生系统中,光照是一个非常关键的因素,在有光照的情况下,藻菌共生系统对COD、氨氮和磷的去除明显高于无光照的系统。 系统中的DO浓度随着藻类生长作用的增强而升高,随着好氧菌生长作用的增强而降低。而CO2浓度随着藻类生长作用的增强而降低,随着好氧菌生长作用的增强而升高。 对比藻菌自由化系统、“藻固定化、菌自由化”系统和藻菌固定化系统对COD、氨氮和磷的去除。结果固定化系统对COD、氨氮和磷的去除率比自由化系统的去除率高,而“藻固定化、菌自由化”系统具有最好的效果。 封闭系统对较高浓度(COD为4500mg/L)有机废水的COD、氨氮和磷含量12h去除率分别为32.1％、35.7％和50.4％,对较低浓度(COD为1500mg/L)有机废水的COD、氨氮和磷含量12h去除率分别为92.6％、75.0％和76.4％。 针对“菌-藻-菌”系统提出了其理想模型的设计要求,并进行了实际系统的运行,得到了较好的处理效果。“菌-藻-菌”系统对较低浓度(COD约为1000mg/L)废水COD、氨氮和磷的去除率分别为70.8％、48.0％和75.8％,对较高浓度(COD约为1800mg/L)废水COD、氨氮和磷的去除率分别为67.1％、63.2％和41.9％。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1前言

1.2藻菌共生系统在污水处理中的应用

1.2.1藻菌共生系统处理污水的早期应用

1.2.2藻菌共生系统当前的发展状况

1.3固定化细胞技术及其应用

1.3.1固定化技术的分类

1.3.2固定化藻类材料

1.3.3固定化方法

1.3.4固定化的影响因素

1.3.5固定化对藻细胞生长和生理的影响

1.3.6固定化微生物在环境领域中的应用

1.4流态化技术在污水处理中的应用

1.5课题研究的目的及意义

第二章藻菌去除营养物和氮磷的机理研究

2.1藻类的光合作用原理及影响因素

2.1.1藻类的光合作用原理

2.1.2藻类光合作用的影响因素

2.2好氧菌氧化有机物的原理及影响因素

2.2.1好氧菌氧化有机物的机理

2.2.2影响好氧生物处理的主要因素

2.3藻菌处理污水的原理和藻菌共生的优势及相互影响

第三章 试验材料和研究方法

3.1流化床光生物反应器的设计

3.1.1设计思路

3.1.2工艺制造

3.2藻种的选择和培养

3.2.1藻种的选择

3.2.2培养基的选择和配制

3.2.3藻种培养条件控制

3.2.4藻类的简易培养

3.2.5两种藻类培养方法的比较

3.3好氧污泥的培养

3.3.1培菌过程

3.3.2问题处理

3.3.3好氧菌的培养条件

3.4主要监测指标及方法

3.4.1藻菌共生系统处理污水的测量指标及方法

3.4.2实验中用到的重要仪器

3.4.3人工污水的配制

3.5固定化方法

3.6实验内容

3.6.1固定化颗粒密度问题的研究

3.6.2自由化藻菌实验的研究

3.6.3好氧菌自由化，藻固定化的实验研究

3.6.4藻菌共固定化的实验研究

3.6.5“菌-藻-菌”系统的实验研究

第四章固定化颗粒密度问题的探讨

4.1研究固定化颗粒密度的目的与意义

4.2材料和方法

4.2.1材料的准备

4.2.2试验内容与方法

4.3结果与讨论

小结

第五章藻菌共生在流化床中对营养物和氮磷的去除

5.1光照对系统去除率的影响

5.2反应器中CO2与DO之间的关系

5.3三种系统的对比

5.4封闭系统的运行

5.5“菌-藻-菌”系统对有机物及氮磷的去除

小 结

结论与建议

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢