本文選題：MBR　切入點：稻草　出處：《東南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：抗生素作為一類用量大、生物活性復(fù)雜的新型痕量污染物,已逐漸引起人們的廣泛關(guān)注,其去除對于改善生態(tài)環(huán)境、緩解水危機有著重要的意義。MBR作為一種有效的污水再生技術(shù),在去除常規(guī)污染物和微污染物上都有一定的優(yōu)勢,本研究選取了農(nóng)作物廢棄物稻草作為一種可降解生物載體,通過將此種新型載體以未改性(2#)和改性狀態(tài)(3#)投加到MBR中,并與空白MBR(1#)形成三組平行對照,分別投加低濃度含量的甲氧芐啶和磺胺甲惡唑到人工配水中,經(jīng)過長期運行,跟蹤檢測常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)和兩種目標(biāo)藥物的去除率以及酶活性、細(xì)菌指標(biāo)等,考察MBR對常規(guī)污染物去除與抗生素去除的相關(guān)關(guān)系,并結(jié)合靜態(tài)實驗,解析復(fù)合系統(tǒng)對殘留抗生素的去除優(yōu)勢及作用機理。主要研究成果如下：稻草的改性方式為堿處理,改性之后,稻草表面變得粗糙多孔,纖維素暴露出來,增加與微生物接觸的機會。從COD釋放能力來看,稻草在堿處理前后30d內(nèi)的釋碳量分別為178mg/g和323mg/g,平均釋碳速率分別為5.93mgCODg-1d-1和10.77 mgCODg-d-1。通過堿處理,稻草的釋碳量和釋碳速率都顯著增加,能更好地發(fā)揮緩釋碳源功能。反應(yīng)器穩(wěn)定運行期間,1#、2#和3#MBR對COD去除率分別為92.48%、94.14%和95.30%,NH4+-N的去除率分別為89.05%、96.91%和96.46%,說明MBR有較強的有機代謝和硝化代謝能力。投加未改性稻草和改性稻草的MBR污泥脫氫酶活性增強,載體功能得以發(fā)揮,為硝化細(xì)菌的生長提供了良好的附著環(huán)境,硝化能力提升。TN的去除率分別為24.55%、44.48%和54.47%,主要原因是稻草的碳源緩釋能力加強了反硝化過程,改性過的稻草能釋放更多的碳源,且更易被微生物利用。反應(yīng)器穩(wěn)定運行期間,1#、2#和3#MBR對甲氧芐啶的去除率分別為40.82%、82.10%和87.50%,對磺胺甲惡唑的去除率分別為91.92%、95.79%和95.77%,可以看出,投加未改性稻草和改性稻草的MBR整體脫氮效果提高,促進(jìn)了甲氧芐啶和磺胺甲惡唑的降解,而2#和3#MBR的去除效果差別不大,填料的改性方式對其降解影響很小。活性污泥靜態(tài)吸附和反應(yīng)動力學(xué)分析發(fā)現(xiàn),滅活污泥和稻草對甲氧芐啶和磺胺甲惡唑吸附緩慢,且吸附效果甚小,說明MBR對兩種抗生素的去除均主要通過微生物降解來完成。MBR中活性污泥對有機物的代謝符合一級反應(yīng)動力學(xué),降解速率常數(shù)隨有機負(fù)荷增大而升高,對NH4+-N的降解符合零級反應(yīng)動力學(xué),對兩種抗生素的降解均符合一級反應(yīng)動力學(xué)；在污泥硝化作用受抑制的情況下,甲氧芐啶和磺胺甲惡唑的降解速率均顯著下降；在純反硝化環(huán)境下,甲氧芐啶止常降解,而磺胺甲惡唑的降解受到抑制。相關(guān)性分析表明,甲氧芐啶和磺胺甲惡唑降解速率與硝化反應(yīng)速率均存在顯著相關(guān)性,與有機物降解速率均不存在顯著相關(guān)性,有機代謝對其貢獻(xiàn)較小。甲氧芐啶在活性污泥中的生物降解主要由硝化共代謝和反硝化共代謝共同完成,磺胺甲惡唑的生物降解主要是由硝化共代謝完成。
[Abstract]:As a kind of large amount of antibiotics, new bioactive trace contaminants complex, has gradually attracted people's attention for its removal, improve the ecological environment, alleviate the water crisis has important significance of.MBR as an effective technology for wastewater reclamation, have certain advantages in the removal of conventional pollutants and micro pollutants. This study selected the crop waste straw as a biodegradable carrier, through the new carrier to unmodified (2#) and modified state (3#) added to MBR, and blank MBR (1#) to form three groups of parallel control, adding low concentration of trimethoprim and sulfamethoxazole the synthetic water, after long term operation, tracking index of routine water quality testing and two target drug removal rate and enzyme activity, bacterial indicators, removal correlated with removal of antibiotics on conventional pollutants on MBR, Combining with static experiments, removal of the advantage and function mechanism of antibiotic residues analysis of compound system. The main research results are as follows: the modification of straw for alkali treatment, after modification, the straw surface becomes rough and porous, cellulose exposed, and increase microbial contact opportunities. From the COD release, in the straw before and after alkali treatment 30d of the carbon emission were 178mg/g and 323mg/g, the average carbon release rate were 5.93mgCODg-1d-1 and 10.77 mgCODg-d-1. by alkali treatment, carbon release and carbon release rate of straw increased significantly, can better play the function of carbon source. During the stable operation of the reactor 1#, 2# and 3#MBR removal rates were 92.48% on COD, 94.14% and 95.30%, the removal rate of NH4+-N was 89.05%, 96.91% and 96.46%, indicating that MBR organic metabolism and metabolic nitrification ability. MBR sludge unmodified and modified rice straw straw Dehydrogenase activity increased, carrier function to play, for the growth of nitrifying bacteria provides a good environment to enhance the ability of adhesion, nitrification and.TN removal rate were 24.55%, 44.48% and 54.47%, the main reason is the carbon source to strengthen the ability of straw slow-release denitrification process, modified straw can release more carbon source, and more susceptible to microbial utilization. During the stable operation of the reactor 1#, 2# and 3#MBR of trimethoprim removal rates were 40.82%, 82.10% and 87.50%, the sulfamethoxazole removal rates were 91.92%, 95.79% and 95.77%, it can be seen that the addition of unmodified and modified rice straw MBR can improve the denitrification effect overall, promote the degradation of trimethoprim and sulfamethoxazole, and the difference between the removal effect of 2# and 3#MBR is not, filler modification effect on the degradation is very small. It was found that the activated sludge adsorption and reaction dynamics, inactivated sewage Mud and straw slowly to trimethoprim and sulfamethoxazole adsorption, and the adsorption effect is small, indicating that MBR removal of two kinds of antibiotics were mainly through microbial degradation of activated sludge in.MBR to complete the metabolism of organic matter with first-order reaction kinetics, the degradation rate constant with load increases, the zero order reaction kinetics the degradation of NH4+-N, degradation of two kinds of antibiotics were accorded with the first-order reaction kinetics; the sludge nitrification inhibition conditions, the degradation rate of trimethoprim and sulfamethoxazole were significantly decreased; in pure denitrification environment, normal degradation and degradation of trimethoprim, sulfamethoxazole was inhibited. The correlation analysis show, trimethoprim and sulfamethoxazole degradation rate and nitrification rate was significantly correlated with organic matter degradation rate, there was no significant correlation with metabolic machine The contribution is small. The biodegradation of trimethoprim in activated sludge mainly by nitrification and denitrification co metabolism and co metabolism together to complete biodegradation of sulfamethoxazole is mainly completed by nitration of CO metabolism.

【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X703

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本文編號：1565753