【摘要】： 生物膜法作為與活性污泥法并重的一種污水處理工藝具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),研究生物膜的形成和脫落機(jī)理有利于進(jìn)一步了解生物膜的工作原理,從而通過(guò)人工手段來(lái)維持適宜的生物膜厚度和獲得較高的生物膜活性,為生物膜法在實(shí)際廢水中的應(yīng)用提供理論支持。另外,開(kāi)發(fā)用于處理高濃度有毒有機(jī)廢水的新型高效穩(wěn)定生物處理工藝對(duì)當(dāng)前環(huán)境的改善具有重要的意義。本論文以自行開(kāi)發(fā)的混有無(wú)機(jī)活性粒子的聚乙烯高分子塑料為生物填料,以移動(dòng)床為主體工藝,來(lái)研究生物膜在該填料上的形成過(guò)程和脫落機(jī)理,并研究該填料生物膜工藝去除高濃度有機(jī)廢水中C、N等營(yíng)養(yǎng)元素的效能與作用機(jī)制以及進(jìn)行深度短程硝化的處理效果。 本論文首先研究了生物膜的形成與脫落機(jī)理。提出了生物膜生物量流率和生物量停留時(shí)間(即生物膜污泥齡)的概念并給出其相應(yīng)的定義。在聯(lián)合基質(zhì)平衡和微生物增長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出生物量流率和生物量停留時(shí)間的數(shù)學(xué)模型式,該模型能用來(lái)描述生物膜在穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中附著、脫落、生長(zhǎng)以及消亡四者之間的動(dòng)態(tài)行為關(guān)系。它反映了在生物膜中微生物或者是粒子在生物膜中的平均停留時(shí)間。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)稀釋率對(duì)生物量停留時(shí)間起著決定性作用,進(jìn)而影響生物膜的結(jié)構(gòu)、活性、組成、強(qiáng)度、污泥產(chǎn)率以及表面形貌。隨著稀釋率的增加,生物膜的生物量流率增加而生物量停留時(shí)間減少。當(dāng)稀釋率由1day-1增加到8day-1時(shí),生物膜的生物量流率由0.2852 gSS/(m2?d)增加到2.1001 gSS/(m2?d),相應(yīng)的生物量停留時(shí)間則由13.12day減少到2.49day。生物量停留時(shí)間短意味著生物膜表面的細(xì)胞生長(zhǎng)和更新速率加快。致使生物膜變厚同時(shí)密度變小,生物膜表面由致密光滑變得更加松散多孔。生物膜表面大量微孔的形成有利于基質(zhì)在膜內(nèi)的傳質(zhì),同時(shí)由于細(xì)胞生長(zhǎng)和表面更新的加快,大量的有活力的年輕的新生代占據(jù)生物膜的表面,正是這兩個(gè)原因促使生物膜活性隨著生物量停留時(shí)間的縮短而提高。同時(shí)也是污泥產(chǎn)率提高的主要原因。 本論文對(duì)比研究了厭氧生物膜和好氧生物膜法對(duì)高濃度苯胺化工廢水的處理效果。結(jié)果表明,厭氧處理的運(yùn)行負(fù)荷和處理效率不僅要比好氧處理高,而且對(duì)有機(jī)氮的氨化速率也比好氧處理提高了42%,但厭氧無(wú)法有效去除氨氮。針對(duì)苯胺廢水的特點(diǎn),開(kāi)發(fā)了一種同步產(chǎn)甲烷反硝化的厭氧-好氧生物膜組合工藝,通過(guò)直接回流好氧硝化液到厭氧反應(yīng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)在同一個(gè)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類(lèi)號(hào)】：X703
【圖文】：

圖 1-1 生物膜形成過(guò)程示意圖Fig. 1-1 Schematic diagram of processes involved in biofilm formation(http://www.biofilms.bt.tudelft.nl/bloomingtonPoster/).3 生物膜形成機(jī)理研究現(xiàn)狀從生物膜的一般形成機(jī)理可以知道，生物膜的形成到成熟是一個(gè)程。其間受到附著(Attachment)，脫落(Detachment)，生長(zhǎng)(Growth(Decay)等方面的影響。這四個(gè)方面伴隨著生物膜整個(gè)運(yùn)行過(guò)程，相關(guān)，但在生物膜的不同階段表現(xiàn)出不同份量的作用。在生物膜的，附著和生長(zhǎng)因素占主導(dǎo)地位，能加速生物膜的形成；在生物膜穩(wěn)長(zhǎng)與脫落起著主要的作用，使生物膜維持一種與環(huán)境相符的厚度于一個(gè)穩(wěn)定的生物膜處理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，研究其生長(zhǎng)和脫落規(guī)律更具.3.1 生物膜形成影響因素影響微生物在載體表面上形成生物膜的因素很多。主要有以下幾生物自身的特性、載體的表面性質(zhì)以及環(huán)境特性。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文膜脫落機(jī)理及模型膜的脫落是指細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物從已存在的生物膜上脫落20]，通常被分為 4 種不同的過(guò)程[21,22]：被捕食(Predatorghing)、沖蝕(Erosion)和磨損(Abrasion)。被捕食指的是生被原生動(dòng)物吞噬。蛻落指的是相對(duì)來(lái)說(shuō)較大塊的生物膜的個(gè)隨機(jī)過(guò)程；在蛻落過(guò)程中，一部分的生物膜脫落深至發(fā)生在生物膜表面的局部區(qū)域。沖蝕是單個(gè)的細(xì)胞或者小表面連續(xù)的脫落。磨損是由顆粒的相互碰撞而引起的。與和磨損發(fā)生在生物膜的整個(gè)表面，只是它們不能使生物落。圖 2 形象的描述了不同脫落方式的示意[23]。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法2.1 實(shí)驗(yàn)裝置與試劑2.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置與生物填料本論文以移動(dòng)床為主體工藝，各章所用反應(yīng)裝置略有不同，將在各章中分別介紹。實(shí)驗(yàn)所用填料 BioF 為自行開(kāi)發(fā)的混有無(wú)機(jī)活性粒子的聚乙烯塑料，常用類(lèi)型如圖 2-1 所示。本論文研究使用的是 C 型，其外形為空心圓柱體，D是 C 表面經(jīng)放大 300 倍后的照片。其主要性能如表 2-1、2-2 所示。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張旭;李媛;陳勝;孫德智;;兩種改性方法對(duì)聚乙烯填料表面生物膜特性的影響[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2010年06期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 靳琳芳;廢舊織物應(yīng)用于污水處理填料的可行性研究[D];東華大學(xué);2011年

2 蘭吉奎;固定床厭氧—好氧生物膜反應(yīng)器處理焦化廢水的實(shí)驗(yàn)研究[D];暨南大學(xué);2011年

3 高曉花;吸附—生物接觸氧化工藝處理含硫廢水的試驗(yàn)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2011年

4 謝麗清;序批式生物膜反應(yīng)器處理味精廢水強(qiáng)化脫氮的試驗(yàn)研究[D];鄭州大學(xué);2011年

5 劉劍;活性污泥/生物膜復(fù)合工藝污染物降解模型研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

6 洪國(guó)強(qiáng);水解酸化-MBBR工藝升級(jí)改造中藥廢水中試研究[D];重慶大學(xué);2011年

7 劉凱英;碘普羅胺及其類(lèi)似物降解菌的篩選及其強(qiáng)化生物去除研究[D];東華大學(xué);2012年

8 張洪敏;懸浮填料式A~2/O工藝處理生活污水的實(shí)驗(yàn)研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2010年

9 雷海東;低C/N比城市污染河流水質(zhì)生物處理技術(shù)的試驗(yàn)研究[D];北京交通大學(xué);2012年

10 陳修波;缺氧+生物接觸氧化復(fù)合工藝處理水產(chǎn)品加工廢水的試驗(yàn)研究[D];青島理工大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2759963