基于微生物磁效应构建磁力强化生物滤池及其应用研究

摘要

生物膜法中曝气生物滤池技术在水处理中的应用较为广泛，依靠生物膜的生化反应去除有机物，但是也存在微生物降解速率慢，生物膜易脱落，处理时间长等缺点，提高载体上附着的微生物活性，将会提高污水处理的效率，因此，开展强化曝气生物滤池中微生物活性的研究有较大研究意义。
　　本研究是在滤料的制作过程中加入磁性材料，通过正交试验确定磁性生物滤料的最终配方，将磁性填料应用到曝气生物滤池技术中，并通过在生物滤池周围缠绕线圈方式引入稳恒均匀的通电线圈磁场，对模拟的生活污水进行不同磁场下处理效果的研究探索，主要内容包括：
　　（1）以沸石，水泥，沙子，磁性材料为原料，通过正交试验，进行免烧型滤料的制备，并对滤料的微观结构，形态进行表征，并且考察了磁性滤料吸附时间与氨氮去除效能的关系。
　　（2）构建磁辅助反应器，通过电流产生稳恒磁场，在6mT的磁场强度下考察了挂膜实验，2＃加磁生物滤池在6到20天时间段，COD和氨氮的去除速率更快，但最终两组生物滤池去除效果基本一致。
　　（3）考察了12mT，20mT，30mT，40mT四个工况下常温和低温下滤池对模拟生活污水的去除效能。常温下12mT磁场强度下，磁场对滤池的去除效果产生抑制作用，COD氨氮的去除率都降低了。20mT，30mT，40mT磁场强度下，磁场对滤池的去除效果产生了积极作用，COD的平均去除率分别增加了4.23％，8.41%，3.87%；氨氮的平均去除率分别增加了4.28%，14.38%，6.72%。低温下，在12，20mT下，2#生物滤池对磷的去除具有促进作用，在30，40mT下，2#滤池对磷的去除具有抑制作用。
　　（4）考察了两组滤池的环境因子，两组滤池的平均进出水pH和温度以及溶解氧浓度变化都不大，四个不同磁场强度下，2#磁力强化生物滤池的浊度去除率分别达到了90.34%，92.17%，95.90%，92.99%。
　　（5）考察了两组滤池在不同磁场强度下的生物量和微生物活性的情况，结果表明：在一定质量的填料下，常温下在12mT磁场强度下，2#有磁生物滤池的生物量和微生物耗氧速率比普通生物滤池略少，在20，30，40mT磁场强度下生物量和微生物活性比普通生物滤池大并且在30mT时，微生物活性最大，低温下两组滤池的生物量和微生物活性相差无几。

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第一章 绪 论

1.1研究背景

1.2磁致微生物效应

1.3影响磁效应因素

1.4微生物磁效应在水处理中的应用

1.6磁场对水中有机物降解的机理

1.7课题研究的目的及研究内容

第二章 实验材料及方法

2.1实验用水

2.2分析项目及检测方法

第三章 磁性滤料的制备及表征

3.1 生物滤池填料的选择要求

3.2磁性滤料的制备探索

3.3磁性滤料的表征

3.4磁性滤料吸附时间与氨氮去除率的关系

3.5本章小结

第四章 磁力强化生物滤池的构建及挂膜启动研究

4.1磁力强化生物滤池的构建

4.2低强度磁场下生物滤池挂膜启动

4.3挂膜启动阶段的去除特性

4.3本章总结

第五章 磁力强化生物滤池对环境因素的影响研究

5.1pH与温度

5.2 碱度

5.3溶解氧

5.4 溶解氧抑制下氨氮去除效果

5.5本章小结

第六章 磁力强化生物滤池的去除效能及生物膜特性

6.1 常温下磁力强化生物滤池的污水去除效能

6.2低温下磁力强化生物滤池的污水去除效能

6.3磁力强化生物滤池的生物膜特性

6.4本章小结

第七章 结 论

参考文献

致谢

附录