营养缓释型磁性生物填料的制备及其在废（污）水处理中的应用

摘要

生物填料是生物膜水处理技术的核心之一，其性能好坏将直接影响微生物的附着、生长繁殖及活性，进而影响废水生物处理效率、能耗和稳定性。在废水生物处理过程中，共代谢和磁效应能强化难降解物质的生物处理，提高溶解氧浓度，诱导微生物酶的合成和提高酶的活性。基于上述理论，针对目前共代谢工程化应用中成本过高、磁场效应难以大规模应用到废水生物处理设施中等问题以及珠三角废(污)水水质特点，本文研制开发了营养缓释型磁性生物填料，并将其应用于废(污)水生物处理。 在改性填料制备过程中，对营养物质、磁种、活性炭、助剂等改性添加剂的选用作了较为系统的阐述，并采用热粘附方法对填料原有制作工艺进行改进，使所制填料更加美观且质地均匀。 对普通填料和营养缓释型磁性填料进行了性能检测和比较，结果表明，改性填料不仅在微观结构和润湿性能方面大有改善，而且还具有良好的营养缓释性能。同时，比较了改性填料的磁力挂膜和传统挂膜，并将磁力挂膜应用于苯酚废水处理中，发现磁力挂膜启动速率最快，其填料表面挥发性有机物膜重成倍增加，苯酚去除效果最好。 最后，分别在污水厂和印染废水厂对所制填料进行中试实验。污水厂实验发现，弱磁场能提高溶解氧浓度；改性填料挂膜时间比普通填料缩短了3天，对污水中各污染指标的去除率明显增加；营养磁性填料表面有机微生物量及其脱氢酶活性都是普通填料的2倍以上。印染厂实验结果同样表明，改性填料在难降解废水中的生物挂膜、降解效率及微生物活性等方面比普通填料都有很大改善。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2污水生物处理方法

1.2.1污水生物膜法处理原理

1.2.2生物接触氧化法

1.3生物填料

1.3.1生物填料种类及特点

1.3.2生物接触氧化法中生物填料的作用

1.3.3生物填料的选用要求

1.3.4可生物降解聚合物在生物填料研究开发中的启示

1.4共代谢机制在废水生物处理中的应用

1.4.1共代谢的概念及机理

1.4.2共代谢的特点

1.4.3共代谢的影响因素

1.4.4共代谢在实际应用中存在的问题

1.5磁致效应在废水生物降解中的应用

1.6论文的研究目的、内容及创新点

1.6.1研究目的

1.6.2研究内容

1.6.3论文创新与特点

第二章营养缓释型磁性生物填料的制备

2.1改性添加剂的选择

2.1.1营养物质的选用

2.1.2磁种的选用

2.1.3活性炭的选用

2.1.4化学助剂的选用

2.2填料制作

2.2.1实验仪器及材料

2.2.2添加物在基料颗粒表面上的热粘附

2.2.3填料注塑成型过程

2.3实验结果

2.4本章小结

第三章营养缓释型磁性生物填料的性能测试

3.1填料微观结构表征

3.2填料表面润湿性能研究

3.3改性生物填料营养缓释性能研究

3.3.1实验仪器

3.3.2实验方法

3.3.3实验结果

3.4改性填料磁力挂膜实验

3.4.1磁力挂膜原理

3.4.2实验装置

3.4.3实验步骤

3.4.4实验结果

3.5磁力挂膜在苯酚废水处理中的应用

3.5.1污泥的驯化

3.5.2绘制苯酚标准曲线

3.5.3实验内容

3.5.4挂膜结果

3.5.5苯酚降解结果

3.6本章小结

第四章改性填料在轻污染城市生活污水处理中的应用

4.1引言

4.2实验内容与方法

4.2.1实验用水水质情况

4.2.2实验装置

4.2.3实验监测项目、测定方法、测量仪器及主要试剂

4.3反应箱中溶解氧浓度与填料种类及曝气量的关系

4.4填料挂膜实验及结果

4.5污水降解实验结果与讨论

4.5.1水力停留时间的选择

4.5.2对CODcr、BOD5、NH3-N和TP的降解效果

4.6填料表面微生物膜量及其活性的测定

4.7本章小结

第五章改性填料在印染废水处理中的应用

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1实验用水水质分析

5.2.2实验装置

5.2.3检测项目和测定方法

5.2.4测量仪器及实验试剂

5.3实验结果

5.3.1填料挂膜及结果

5.3.2降解结果及讨论

5.4填料表面微生物膜量及其活性的测定

5.5本章小结

结论与建议

参考文献

攻读学位期间发表的与学位论文相关的学术论文

致谢

评定意见