球形红细菌沉降特性分析及其处理啤酒废水的研究

摘要

光合细菌污水处理法因其处理动力消耗低、能同时去除污染物和回收菌体资源等优势,广泛的应用于污水处理及其资源化领域。然而,由于光合细菌常规条件下自然沉降困难,导致固液分离困难,连续流中菌体流失,影响出水水质和菌体资源回收。目前,国内外对光合细菌沉降性的研究报道较少。本课题选用一株球形红细菌(Rhodobacter sphaeroides)为实验材料,对其生长的环境条件进行了优化,促进其自然沉降,并初探了胞外聚合物EPS和沉降性的关系,同时将其应用到啤酒废水处理中。
　　通过对球形红细菌环境条件初始pH、接种量、Na+浓度、光照强度、温度和培养条件的优化研究,得出最佳条件为:初始pH为8.50、接种量为20％、自然Na+浓度、温度为30℃、光照强度为5000lux和厌氧光照静置培养。此时,球形红细菌菌量和沉降效率分别为1734mg/L和85%,与原始条件相比分别提高了430mg/L和70%。其中,初始pH、Na+浓度、光照强度和培养条件对沉降性的影响较大。
　　通过对球形红细菌EPS提取方法的比较,确定EDTA提取法为最佳。以此为基础,考察了不同因素对EPS生成的影响以及EPS和沉降性能之间的关系。结果表明,初始pH和光照强度对球形红细菌EPS的含量和成分影响较小,而对沉降性的影响较大;培养时间对球形红细菌EPS的含量和成分影响比较显著,对沉降性的影响却较小。这表明球形红细菌的沉降性与EPS含量呈负相关关系。
　　利用球形红细菌处理啤酒废水时,在F/M比为5.0、不额外添加氮源和磷源、光照厌氧静置、与荚膜红细菌1:1混合处理条件下,废水处理效果、菌体产量和沉降性能同时达到最佳水平,其COD去除率、菌量和沉降效率分别达到92.5%、1413mg/L和65%。而且,通过考察不同絮凝剂(硫酸铝、PAC、PFC、PAM)的投加,发现PAC能在较低投量范围内促进球形红细菌菌体絮凝,形成的絮体更多而明显,沉降较快,其最佳投量为75mg/L。同时,经过絮凝剂投加优化后的球形红细菌在自然光微好氧条件下能较好的处理啤酒废水,与优化前相比保持了良好的菌体生长和COD去除效果,且沉降性能大幅度提高,其菌体产量、COD去除率和沉降效率分别达到1538mg/L、94%和72%。

目录

球形红细菌沉降特性分析及其处理啤酒废水的研究

STUDY OF RHODOBACTER SPHAEROIDES SEDIMENTATION AND BREWERY WASTEWATER TREATMENT

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 光合细菌简介

1.2 光合细菌的研究现状

1.3 光合细菌污水处理中固液分离的研究现状

1.4 课题研究目的及研究内容

第2章 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.2 分析方法

2.3 实验方法

第3章 球形红细菌生长和沉降性影响因素分析及优化

3.1 引言

3.2 球形红细菌生长曲线的测定

3.3 球形红细菌光密度和细胞干重的关系实验

3.4 环境条件对球形红细菌生长和沉降性的影响

3.5 优化前后球形红细菌生长和沉降性的比较

3.6 本章小结

第4章 球形红细菌EPS和沉降性的研究

4.1 引言

4.2 不同EPS提取方法的比较

4.3 培养时间对EPS和沉降性的影响

4.4 初始pH对EPS和沉降性的影响

4.5 光照强度对EPS和沉降性的影响

4.6 讨论

4.7 本章小结

第5章 球形红细菌处理啤酒废水的研究

5.1 引言

5.2碳、氮、磷含量对球形红细菌处理啤酒废水的影响

5.3 环境条件对球形红细菌处理啤酒废水的影响

5.4 菌株混合对球形红细菌处理啤酒废水的影响

5.5 絮凝剂对球形红细菌处理啤酒废水的影响

5.6 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致 谢