本文關(guān)鍵詞：膜曝氣—生物膜反應器生物強化處理阿特拉津廢水長期運行性能

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【摘要】：本研究利用含有降解-示蹤功能質(zhì)粒的阿特拉津降解基因工程菌,在疏水SPG(Shirasu porous glass)膜表面形成基因工程菌生物膜,構(gòu)建SPG膜曝氣-生物膜反應器(MABR)生物強化處理阿特拉津廢水,在MABR反應器長期運行過程中,考察SPG膜孔徑、氣壓和水力停留時間對MABR反應器中阿特拉津降解效率及COD、氨氮去除效果的影響,并檢測基因工程菌生物膜微生物相的變化。研究結(jié)果表明,增大SPG膜孔徑和曝氣壓力,能夠提高曝氣供氧能力,改善COD和阿特拉津生物強化去除效能。在相同條件下,SPG膜膜孔徑為1.5μm的疏水膜MABR反應器對污染物的去除效果優(yōu)于膜孔徑為0.8μm和0.6μm的MABR反應器。1.5μm疏水SPG膜膜曝氣的最大供氧能力約為22.4 g·(m~2·d)~(-1)。在曝氣氣壓為70 KPa、水力停留時間(HRT)為1.5 h時,1.5μm膜孔徑MABR反應器COD平均去除率為80.1%,平均去除負荷為1.86 kg·(m~3·d)~(-1);阿特拉津平均去除率為62.5%,平均去除負荷為0.18 kg·(m~3·d)~(-1)。進一步縮短HRT、增加進水負荷后,MABR反應器DO濃度顯著下降,COD和阿特拉津去除效率大幅降低。DO濃度對阿特拉津去除的影響更為顯著。在MABR反應器長期運行中,基因工程菌生物膜中會逐漸有其他球菌的出現(xiàn),并且數(shù)量會逐漸增大;通過熒光原位雜交(FISH)技術(shù)檢測生物膜樣品中atzA基因的分布情況發(fā)現(xiàn),其在MABR反應器長期的運行過程中相對豐度變化不大;基因工程菌的綠色熒光效應會隨著反應器的持續(xù)運行降低;在SPG膜表面的生物膜中存在原生動物。SPG膜表面單一基因工程菌生物膜逐漸演化為復雜微生物群落,但基因工程菌可以較好的存在于生物膜內(nèi),進而保持阿特拉津生物強化去除能力。
【關(guān)鍵詞】：膜曝氣-生物膜反應器 疏水SPG膜 膜孔徑 水力停留時間 阿特拉津 生物強化
【學位授予單位】：河北科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 MABR反應器的現(xiàn)狀和研究進展9-11
• 1.1.1 MABR反應器的原理9
• 1.1.2 MABR反應器的優(yōu)點9-10
• 1.1.3 膜材料的分類10-11
• 1.1.4 MABR反應器的研究進展11
• 1.2 阿特拉津的性質(zhì)和危害11-13
• 1.2.1 阿特拉津的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)11-12
• 1.2.2 阿特拉津的應用和危害12
• 1.2.3 阿特拉津的治理12-13
• 1.3 基因工程菌的生物強化作用13-14
• 1.3.1 基因工程菌的簡介13
• 1.3.2 生物強化技術(shù)13-14
• 1.4 本課題研究的內(nèi)容和意義14-17
• 1.4.1 研究內(nèi)容14-15
• 1.4.2 研究意義15-17
• 第2章 實驗材料和實驗方法17-23
• 2.1 菌株和菌懸液的制備17
• 2.2 實驗儀器和裝置17-18
• 2.2.1 實驗儀器17-18
• 2.2.2 實驗裝置18
• 2.3 SPG-MABR反應器運行18-19
• 2.4 實驗檢測方法19-20
• 2.4.1 生物膜微生物相的觀察19-20
• 2.4.2 污染物的檢測方法20
• 2.5 統(tǒng)計分析20-23
• 第3章 膜孔徑對MABR反應器的影響23-41
• 3.1 膜孔徑為0.6μm的MABR反應器運行狀況23-27
• 3.1.1 DO的變化23-24
• 3.1.2 COD的去除效果24-25
• 3.1.3 阿特拉津的去除效果25-26
• 3.1.4 氨氮的去除效果26-27
• 3.2 膜孔徑為0.8μm的MABR反應器運行狀況27-31
• 3.2.1 DO的變化27-28
• 3.2.2 COD的去除效果28-29
• 3.2.3 阿特拉津的去除效果29-30
• 3.2.4 氨氮的去除效果30-31
• 3.3 膜孔徑為1.5μm的MABR反應器運行狀況31-35
• 3.3.1 DO的變化31-32
• 3.3.2 COD的去除效果32-33
• 3.3.3 阿特拉津的去除效果33-34
• 3.3.4 氨氮的去除效果34-35
• 3.4 SPG膜膜孔徑的綜合對比35-38
• 3.4.1 進出水DO濃度的比較35-36
• 3.4.2 COD去除率和去除負荷的比較36-37
• 3.4.3 阿特拉津去除率和去除負荷的比較37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-41
• 第4章 水力停留時間對MABR反應器的影響41-49
• 4.1 DO濃度的變化41-42
• 4.2 COD去除效果的變化42-44
• 4.3 阿特拉津去除效果的變化44-45
• 4.4 氨氮去除效果的變化45-46
• 4.5 本章小結(jié)46-49
• 第5章 基因工程菌微生物相的觀察49-55
• 5.1 SPG膜表面的宏觀變化49-50
• 5.2 生物膜掃描電鏡的觀察50
• 5.3 生物膜綠色熒光效應的觀察50-51
• 5.4 生物膜atzA基因FISH檢測51-52
• 5.5 生物膜中原生動物的發(fā)現(xiàn)52
• 5.6 本章小結(jié)52-55
• 結(jié)論55-57
• 參考文獻57-63
• 攻讀碩士學位期間所發(fā)表的論文63-65
• 致謝65

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