好氧颗粒污泥的培养及其在工业废水处理中的应用研究

摘要

本论文针对工业废水行业多、水质复杂且大部分难以降解的特点，将好氧污泥颗粒化技术以不同的方式用于工业废水处理。通过间歇吸附孔雀石绿模拟印染废水试验，探讨好氧颗粒污泥作为生物吸附剂的可行性；通过以2,4-二氯酚与葡萄糖共代谢培养好氧颗粒污泥，揭示其对目标污染物的降解特性与机理，对于解决氯酚类化工废水的新型高效生物反应器开发提供范例；采用啤酒废水实现好氧污泥颗粒化，研究颗粒化的过程特性及脱氮特性，以期为颗粒化反应器从实验室小试到工业废水处理应用提供理论依据。 试验结果表明好氧颗粒污泥作为生物吸附剂可有效吸附去除溶液中的孔雀石绿，在孔雀石绿初始浓度在80 mg/L时，好氧颗粒污泥的最大吸附容量为82mg/g SS。溶液pH对吸附效果有较为明显的影响，在碱性环境中，孔雀石绿的去除率较高。 以2,4-DCP为目标污染物，以葡萄糖作为共代谢底物，在SBR反应器中通过降低沉降时间、提高有机负荷等造成选择压，最终培养获得能够降解去除2,4-DCP的好氧颗粒污泥，实现了污泥颗粒化。反应器运行过程中，2,4-DCP的浓度控制在50 mg/L，反应器运行第8天出现细小的颗粒污泥，第23天时，颗粒污泥成为反应器的主体，2,4-DCP的浓度从50 mg/L渐次提高到100 mg/L，颗粒污泥粒径不断增大，最终颗粒污泥的MI_,SS和SVI值分别稳定在4.8 g/L和23 mL/g左右。在好氧污泥颗粒化之后，对2,4-DCP和COD<,cr>的去除率均达到90﹪以上。2,4-DCP的平衡浓度随初始浓度的增大而增大，去除率则随初始浓度的增大而减小。用Haldane方程可以很好地拟合抑制性基质2,4-DCP对好氧颗粒污泥的影响。 利用啤酒废水成功培养出了好氧颗粒污泥。反应器运行9周后，可以得到粒径在2-7 mm之间的好氧颗粒污泥。随着好氧颗粒污泥的形成，SVI值从87.5 mL/g降至32 mL/g。所颗粒污泥沉降速度大于91 m/h。好氧颗粒污泥形成以后，在体积交换率50﹪、反应周期6 h的情况下，可获得高效稳定的COD和NH<,4><'+>-N去除率，分别是88.75﹪和88.9﹪，反应器出水COD<,t>和COD<,s>平均值分别是212和134mg/L，NH<,4><'+>-N平均值低于14.4 mg/L。

目录

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摘要

第1章引言

1.1本研究的目的和意义

1.2文献综述

1.2.1好氧颗粒污泥的定义

1.2.2好氧颗粒污泥的理化特征及微生物结构

1.2.3好氧污泥颗粒化过程影响因素

1.2.4好氧颗粒污泥形成机理

1.2.5好氧污泥颗粒化技术的应用

1.3本论文主要研究内容

1.4本研究的创新之处

参考文献

第2章试验材料与方法

2.1试验仪器与试剂

2.2试验装置

2.3试验方法

2.3.1吸附试验方法

2.3.2氯酚降解好氧颗粒污泥培养试验运行方法

2.3.3利用啤酒废水实现好氧污泥颗粒化的试验运行方法

2.4分析方法

2.4.1 2,4-DCP浓度的测定

2.4.2常规指标的测定

2.4.3 SOUR

2.4.4 Cl-1浓度测定

2.4.5扫描电子显微镜(SEM)

参考文献

第3章好氧颗粒污泥对孔雀石绿的生物吸附：吸附平衡和动力学研究

3.1接触时间和染料初始浓度的影响

3.2初始污泥量的影响

3.3 pH值的影响

3.4吸附等温线

3.4.1 Langmuir方程

3.4.2 Freundlich方程

3.4.3 Redlich Peterson方程

3.5吸附动力学

3.5.1伪一级动力学及伪二级动力学

3.5.2颗粒内扩散方程

3.5.3 Bangham方程

3.6传质分析

3.7结论

参考文献

第4章2,4-DCP降解好氧颗粒污泥的培养及其性能研究

4.1好氧颗粒污泥的形成过程

4.2好氧颗粒污泥的微观结构

4.3反应器运行性能

4.4在一个SBR循环中2，4-DCP的降解

4.5 2,4-DCP降解动力学研究

4.6结论

参考文献

第5章利用啤酒废水实现好氧污泥颗粒化研究

5.1颗粒的形成与形貌观察

5.2好氧颗粒污泥微观结构

5.3好氧颗粒的沉降性能

5.4好氧颗粒污泥的处理性能

5.5结论

参考文献

第6章结论

致 谢

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