發(fā)布時間：2017-10-18 16:29

  本文關(guān)鍵詞：納米硒的制備、表征、應(yīng)用及其對好氧顆粒污泥系統(tǒng)的影響

  更多相關(guān)文章： 好氧顆粒污泥 納米硒 吸附 鎘離子 生物活性

【摘要】：納米硒因為具有粒徑小、比表面積大和表面電負性高等特點被認為是一種良好的吸附劑。生物法制備納米硒因為綠色環(huán)保、經(jīng)濟快速而受到關(guān)注。好氧顆粒污泥系統(tǒng)中微生物種群豐富,可以將硒氧化物還原得到納米硒。本論文在序批式污泥反應(yīng)器中培養(yǎng)得到好氧顆粒污泥并在其中以亞硒酸鈉為硒源還原制備得到納米硒,對納米硒進行表征并考察其對水溶液中鎘離子的吸附性能。另外,還考察了納米硒原位還原對好氧顆粒污泥系統(tǒng)的影響。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：1.在SBR反應(yīng)器內(nèi)通過逐步提高進水有機負荷、逐漸增加曝氣量、投加Ca2+為內(nèi)核以及逐步縮短沉降時間等方法成功培養(yǎng)出好氧顆粒污泥。培養(yǎng)得到的顆粒污泥為黃褐色,具有結(jié)構(gòu)密實、沉降性能好和生物活性高等特點。顆�；^程中污泥的胞外多聚物含量不斷增加,其主要成分多糖和蛋白質(zhì)都能促進微生物的聚集,有利于顆粒污泥的形成。顆粒污泥粒徑在1-5mm之間,SVI穩(wěn)定在40 mL/g左右,最大沉降速度可達到56.6m/h,系統(tǒng)對COD和NH4+-N去除率都高于97%。2.在序批式顆粒污泥反應(yīng)器中原位還原制備紅色納米硒顆粒,利用掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、拉曼光譜(Raman)、X-射線衍射(XRD)、傅里葉紅外光譜(FTIR)以及光電子能譜(XPS)等手段對納米硒進行表征。此外,考察了納米硒對水溶液中鎘離子的吸附性能。通過批次吸附實驗研究了吸附時間、反應(yīng)溶液的pH和吸附劑投加量對吸附效果的影響,并對實驗數(shù)據(jù)進行了吸附動力學和吸附熱力學分析。結(jié)果表明,相比于Freundlich吸附等溫線模型,納米硒吸附鎘離子的過程更符合Langmuir吸附等溫線模型且最大單分子層吸附量為59.7 mg/g。同時,吸附過程也同樣符合Temkin吸附等溫線模型,這說明該吸附反應(yīng)為化學吸附。偽二級動力學模型能很好地描述該吸附過程,相關(guān)性系數(shù)均大于0.999。整個過程的吸附速率受表面膜擴散和顆粒內(nèi)擴散的共同影響,但主要受顆粒內(nèi)擴散控制。吉布斯自由能變化量和焓變化量均為負值,說明該吸附反應(yīng)是自發(fā)進行的放熱反應(yīng)。FTIR和XPS分析表明納米硒對鎘離子的吸附去除是一個包含靜電引力和表面絡(luò)合的復(fù)雜過程。研究結(jié)果說明納米硒可以高效的吸附去除水溶液中的鎘離子。3.納米硒的附著使得顆粒污泥輪廓更清晰,但是納米硒阻塞了顆粒污泥的孔隙,影響了營養(yǎng)物質(zhì)傳輸,導致污泥微生物的生物活性降低。顆粒污泥系統(tǒng)對COD和NH4+-N去除效果變差,異養(yǎng)菌(XBH)和氨氧化細菌(AOB)的比耗氧速率都降低。此外,納米硒的存在促進了微生物胞外多聚物的分泌,但是增加量較小。
【關(guān)鍵詞】：好氧顆粒污泥 納米硒 吸附 鎘離子 生物活性
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 硒元素的概述13
• 1.2 納米硒的概述13-15
• 1.2.1 納米硒的特性及其應(yīng)用13-14
• 1.2.2 納米硒的制備方法14-15
• 1.3 好氧顆粒污泥綜述15-18
• 1.3.1 好氧顆粒污泥的優(yōu)勢16
• 1.3.2 影響好氧顆粒污泥形成和穩(wěn)定的因素16-17
• 1.3.3 好氧顆粒污泥的形成機理17-18
• 1.4 研究的目的、意義和內(nèi)容18-21
• 第二章 好氧顆粒污泥的培養(yǎng)21-33
• 2.1 概述21
• 2.2 材料與方法21-24
• 2.2.1 SBR裝置和運行方式21-22
• 2.2.2 接種污泥和實驗用水22
• 2.2.3 分析項目和方法22-23
• 2.2.4 試劑和儀器23-24
• 2.3 結(jié)果與討論24-32
• 2.3.1 好氧顆粒污泥的形成過程24-26
• 2.3.2 污泥濃度和沉降性能變化26-28
• 2.3.3 污泥反應(yīng)器對污染物的去除效果28-30
• 2.3.4 胞外多聚物(EPS)含量和組分變化30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 納米硒的制備、表征及其吸附性能研究33-53
• 3.1 概述33
• 3.2 材料和方法33-36
• 3.2.1 納米硒的制備與純化33-34
• 3.2.2 納米硒的表征34
• 3.2.3 試劑和儀器34-35
• 3.2.4 批次吸附實驗35-36
• 3.3 結(jié)果和討論36-51
• 3.3.1 納米硒的表征36-38
• 3.3.2 批次吸附實驗38-41
• 3.3.3 吸附動力學41-44
• 3.3.4 吸附熱力學44-47
• 3.3.5 熱力學參數(shù)47-48
• 3.3.6 吸附機理48-51
• 3.4 本章小結(jié)51-53
• 第四章 納米硒的原位還原對好氧顆粒污泥系統(tǒng)的影響53-59
• 4.1 概述53
• 4.2 材料和方法53-55
• 4.2.1 反應(yīng)裝置53
• 4.2.2 接種污泥和實驗用水53-54
• 4.2.3 實驗安排54
• 4.2.4 分析測定方法54-55
• 4.3 結(jié)果與討論55-58
• 4.3.1 對顆粒污泥形貌的影響55
• 4.3.2 對顆粒污泥沉降性能的影響55-56
• 4.3.3 對顆粒污泥處理有機物性能的影響56-57
• 4.3.4 對顆粒污泥微生物活性的影響57-58
• 4.3.5 對顆粒污泥微生物EPS分泌的影響58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 結(jié)論與展望59-61
• 5.1 結(jié)論59-60
• 5.2 展望60-61
• 參考文獻61-70
• 致謝70-71
• 碩士期間研究成果71-73
• 學位論文評閱及答辯情況73

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱靈峰;何衛(wèi)衛(wèi);張杰;;好氧顆粒污泥的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J];環(huán)境污染與防治;2008年05期

2 王品;;好氧顆粒污泥處理實際污水的研究[J];中國水運(下半月);2010年05期

3 桂永馨;姚嘉;;好氧顆粒污泥研究進展[J];廣東化工;2012年06期

4 王瑛;孟愛;張瀚月;張磊;;反應(yīng)器類型對好氧顆粒污泥形成與運行穩(wěn)定性的影響試驗分析[J];甘肅科學學報;2013年01期

5 藍惠霞,陳中豪,陳元彩;影響好氧顆粒污泥形成和性能的因素分析[J];環(huán)境保護;2004年05期

6 崔成武,紀樹蘭,任海燕,吳之麗;好氧顆粒污泥形成的影響因素及應(yīng)用[J];中國給水排水;2005年10期

7 王海磊,魏麗莉,李宗義;好氧顆粒污泥的形成過程、形成機理及相關(guān)研究[J];環(huán)境污染與防治;2005年07期

8 王芳;楊鳳林;張興文;張捍民;劉毅慧;周軍;;好氧顆粒污泥穩(wěn)定性影響因素分析[J];環(huán)境科學與技術(shù);2006年01期

9 李玉瑛;李冰;鄭西來;;好氧顆粒污泥的研究現(xiàn)狀[J];工業(yè)水處理;2006年01期

10 王艷靜;李亞新;;好氧顆粒污泥的研究[J];科技情報開發(fā)與經(jīng)濟;2006年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳光;張穎;郝延強;;好氧顆粒污泥培養(yǎng)的影響因素及其應(yīng)用[A];中國化學會第八屆水處理化學大會暨學術(shù)研討會論文集[C];2006年

2 王志平;劉莉莉;蔡偉民;;不同底物條件下好氧顆粒污泥的培養(yǎng)[A];第二屆全國環(huán)境化學學術(shù)報告會論文集[C];2004年

3 蔡偉民;;好氧顆粒污泥處理系統(tǒng)[A];第二屆全國環(huán)境化學學術(shù)報告會論文集[C];2004年

4 張麗麗;黃玉峰;方亮;蔡偉民;;鈰離子在好氧顆粒污泥上吸附行為的研究[A];第二屆全國環(huán)境化學學術(shù)報告會論文集[C];2004年

5 劉曉云;王琳;林躍枚;譚金山;范瑞青;;好氧顆粒污泥胞外多糖的細胞化學定位研究[A];2006年全國電子顯微學會議論文集[C];2006年

6 岳欽艷;張棟華;王曙光;李久義;高寶玉;;好氧顆粒污泥形成因素分析[A];中國化學會第八屆水處理化學大會暨學術(shù)研討會論文集[C];2006年

7 朱亮;徐向陽;羅偉國;田志娟;張妮妮;;高效降解苯胺好氧顆粒污泥的形成及動力學研究[A];第十次全國環(huán)境微生物學術(shù)研討會論文摘要集[C];2007年

8 王玉蘭;于水利;汪皓東;;好氧顆粒污泥/膜工藝同步脫氮除有機物特性研究[A];2010年膜法市政水處理技術(shù)研討會論文集[C];2010年

9 姚婧婧;李慧;李彥鵬;;SBR反應(yīng)器內(nèi)好氧顆粒污泥的流體動力學特性研究[A];2013中國環(huán)境科學學會學術(shù)年會浦華環(huán)保優(yōu)秀論文集[C];2013年

10 高景峰;陳冉妮;蘇凱;張倩;;好氧顆粒污泥同時脫氮除磷的常溫啟動和低溫維持[A];中國環(huán)境科學學會2009年學術(shù)年會論文集（第二卷）[C];2009年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙霞;好氧顆粒污泥系統(tǒng)處理含PPCPs污水的效能及微生物群落演替[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

2 龍焙;SBR及連續(xù)流反應(yīng)器中好氧顆粒污泥的快速培養(yǎng)及其應(yīng)用研究[D];華中科技大學;2015年

3 倪丙杰;好氧顆粒污泥的培養(yǎng)過程、作用機制及數(shù)學模擬[D];中國科學技術(shù)大學;2009年

4 林躍梅;好氧顆粒污泥中細菌藻酸鹽的研究[D];中國海洋大學;2007年

5 王玉蘭;好氧顆粒污泥—膜組合工藝低溫條件下脫氮除磷效能[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

6 王玉蘭;好氧顆粒污泥-膜組合工藝低溫條件下脫氮除磷效能[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

7 馬登月;好氧顆粒污泥對兩種典型染料處理作用的機制研究[D];山東大學;2014年

8 阮文權(quán);好氧顆粒污泥同步硝化反硝化過程研究[D];江南大學;2004年

9 周軍;兩種類型反應(yīng)器內(nèi)好氧顆粒污泥性能研究[D];大連理工大學;2007年

10 藍惠霞;微好氧顆粒污泥同時好氧—厭氧降解廢水中五氯酚（PCP）的研究[D];華南理工大學;2005年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何理;基于畜禽養(yǎng)殖廢水處理的好氧顆粒污泥系統(tǒng)啟動與穩(wěn)定運行研究[D];東北林業(yè)大學;2015年

2 王少芳;好氧顆粒污泥中試設(shè)備的研究[D];中國海洋大學;2015年

3 王亞利;聚合氯化鋁投加時間對好氧顆粒污泥的形成和胞外聚合物的影響[D];西安建筑科技大學;2015年

4 單信超;好氧顆粒污泥的培養(yǎng)及處理城市污水的試驗研究[D];沈陽建筑大學;2014年

5 趙航;內(nèi)置篩網(wǎng)型好氧顆粒污泥反應(yīng)器性能強化研究[D];浙江大學;2016年

6 胡淼;好氧顆粒污泥去除典型雌激素的過程特性研究[D];浙江大學;2016年

7 李星;聚合氯化鋁投加時期對好氧顆粒污泥形成的影響[D];西安建筑科技大學;2015年

8 苑芳惠;納米硒的制備、表征、應(yīng)用及其對好氧顆粒污泥系統(tǒng)的影響[D];山東大學;2016年

9 薛曉東;好氧顆粒污泥誘導培養(yǎng)及反應(yīng)器運行特性研究[D];濟南大學;2014年

10 吳施婧;好氧顆粒污泥系統(tǒng)中吡啶的降解及同步脫氮[D];南京理工大學;2016年

，

本文編號：1055994