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嗜盐菌—改性烧结膜联用技术处理含盐生活污水的效能研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-20 13:48:58
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嗜盐菌—改性烧结膜联用技术处理含盐生活污水的效能研究【摘要】:随着工业以及海水利用的发展,出现了越来越多的含盐废水,由于该类废水难以处理,已成为不可忽视的污染源。膜生物反应器近年来

【摘要】:随着工业以及海水利用的发展,出现了越来越多的含盐废水,由于该类废水难以处理,已成为不可忽视的污染源。膜生物反应器近年来应用于含盐废水处理中产生了很好的效果。但是,利用膜生物反应器处理含盐废水还面临一些问题:如活性污泥难以驯化以及就是膜易污染,难于清洗等。因此,为了强化MBR对含盐废水的处理,本研究首次提出了嗜盐菌—改性烧结膜联用工艺,并研究了该工艺的废水的处理效果。该工艺主要从两方面对膜生物反应器进行了改进:一方面是驯化、筛选嗜盐菌,将其投入到膜生物反应器中;另一方面是使用改性超高分子量聚乙烯烧结膜代替传统的膜组件。 首先从MBR工艺培养驯化出的耐盐活性污泥中分离出7株优势耐盐菌,命名为NY1,NY2…NY7。菌株NY6在盐度为0~6%的情况下受盐度的影响较小,并且在盐度为2%时COD去除率较高,因此选择对NY6进行进一步的生理生化鉴定和16s rDNA序列同源性分析,试验结果表明:NY6属于Bacillus,并且与Bacillus aerius具有最近的同源性,相似性为99%。由于菌株NY6的最适盐度为2%,因此,该菌株为轻度嗜盐菌。通过生长因子影响实验可以得出NY6的最适pH为6,最适温度为37℃,最适C:N:P为100:5:1,最适碳源为葡萄糖。并对该菌株进行了耐盐机理的初步研究,当废水中的盐度小于2%时,该菌株主要通过积累大量的K+来抵抗外界的高渗环境。当废水中盐度大于2%时,该环境不适合菌株NY6生长,则该菌株主要通过产生大量的芽孢抵抗外界不良环境。 其次是对用于膜生物反应器的膜组件进行改进,本实验主要利用改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE)烧结膜替代传统的膜组件,以提高抗污染性能。为了得到过滤效果最好以及抗压能力强的改性烧结膜,本研究针对改性烧结膜的过滤效果和抗压能力分别进行了表征。首先分别制得60目,120目,200目三种不同粒径UHMWPE烧结膜,通过扫描电镜观察,UHMWPE粒径为200目的烧结膜具有的最小孔径,孔径为1~50μm。因此,主要针对粒径为200目的UHMWPE烧结膜进行改性。通过扫描电镜观察,经过纳米二氧化硅改性的烧结膜的膜孔显著减小,而经过活性碳改性的烧结膜的膜孔并未有明显化。为了进一步确定改性烧结膜的过滤效果。本实验同时测定了未改性以及改性后的几种膜的过滤精度,结果表明,经过纳米SiO2改性,UHMWPE粒径为200目的烧结膜过滤精度最高。其次本实验测定了不同种膜的抗压强度,经过测试,壁厚为23mm,UHMWPE颗粒粒径为200目的纳米二氧化硅改性烧结膜的具有最高的抗压强度。因此本实验选择壁厚(B23),粒度200目的纳米二氧化硅改性烧结膜作为嗜盐菌—烧结膜联用膜生物反应器的膜组件。 最后将分离出的菌株NY6扩大培养,并投加到膜生物反应器的活性污泥中。利用经过改性后的烧结膜组件替代传统膜组件,制成嗜盐菌—改性烧结膜联用膜生物反应器。反应器经过两个月的运行其COD、氨氮和BOD5的去除率均达到稳定分别达到92.8%、74%和96%,与传统膜生物反应器相比有明显的提高。 【关键词】:含盐废水 膜生物反应器 轻度嗜盐菌 烧结膜
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:X799.3
【目录】:
  • 摘要5-7
  • ABSTRACT7-11
  • 第1章 绪论11-27
  • 1.1 水资源现状与含盐废水的产生11-12
  • 1.1.1 水资源现状11
  • 1.1.2 含盐废水的产生11-12
  • 1.2 含盐废水的国内外生物处理研究现状12-17
  • 1.2.1 国内研究现状13-15
  • 1.2.2 国外研究现状15-17
  • 1.3 膜生物反应器17-26
  • 1.3.1 膜生物反应器的发展历程17-19
  • 1.3.2 膜生物反应器的优缺点19-20
  • 1.3.3 盐度对膜生物反应器的影响20-21
  • 1.3.4 膜生物反应器处理含盐废水的改进21-26
  • 1.4 研究烧结膜以及耐盐芽孢杆菌的目的、意义以及内容26-27
  • 1.4.1 课题研究的目的以及意义26
  • 1.4.2 研究内容26-27
  • 第2章 实验材料和方法27-39
  • 2.1 实验材料和药品27-28
  • 2.1.1 菌体来源27
  • 2.1.2 培养基27-28
  • 2.2 实验装置28-31
  • 2.2.1 传统膜生物反应器装置28-29
  • 2.2.2 膜合成设备29
  • 2.2.3 膜表征设备29
  • 2.2.4 膜通量测定仪器29-30
  • 2.2.5 耐盐菌-烧结膜联用膜生物反应器30-31
  • 2.3 试验方法31-38
  • 2.3.1 传统膜生物反应器的运行与分析31-32
  • 2.3.2 微生物的分离、纯化以及生理生化鉴定32-37
  • 2.3.3 烧结膜的制备、改性以及表征37-38
  • 2.3.4 耐盐菌-烧结膜联用膜生物反应器的运行38
  • 2.4 本章小结38-39
  • 第3章 微生物的分离与鉴定39-49
  • 3.1 引言39-40
  • 3.2 普通膜生物反应器的运行情况40
  • 3.3 微生物的分离纯化及生理生化鉴定40-46
  • 3.3.1 活性污泥的预处理40-41
  • 3.3.2 富集和分纯41
  • 3.3.3 菌株的优选41-42
  • 3.3.4 菌株 NY6 的生长曲线42-43
  • 3.3.5 菌株的生理生化鉴定43
  • 3.3.6 菌株 NY6 序列的测序43-44
  • 3.3.7 进化树分析44-46
  • 3.4 菌株生长参数的初步研究46
  • 3.5 耐盐机理的初步研究46-48
  • 3.6 本章小结48-49
  • 第4章 烧结膜的制作改性以及表征49-64
  • 4.1 引言49
  • 4.2 烧结膜以及改性烧结膜的制作49-50
  • 4.3 烧结膜微结构的表征50-62
  • 4.3.1 普通膜的 SEM 分析50-51
  • 4.3.2 改性膜的 SEM 分析51-52
  • 4.3.3 膜的 EDS 分析52-54
  • 4.3.4 烧结膜的过滤精度的测试54-55
  • 4.3.5 烧结膜的机械强度表征55-61
  • 4.3.6 耐盐菌—改性烧结膜联用技术处理含盐生活污水的研究61-62
  • 4.4 结论62-64
  • 结论64-65
  • 参考文献65-71
  • 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果71-72
  • 致谢72


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