好氧顆粒污泥是活性污泥微生物通過自固定最終形成的結(jié)構(gòu)緊湊、外形規(guī)則的生物聚集體。它具有相對密實的微觀結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的沉淀性能、較高濃度的生物體截留和多樣的微生物種群。因此,好氧顆粒污泥技術作為一種新型的廢水生物處理形式,在城市污水和工業(yè)廢水處理中具有非常廣闊的應用前景。好氧顆粒污泥的形成過程非常復雜,它的作用機制涉及到微生物的生長與競爭、氧的傳質(zhì)、底物的擴散及微生物產(chǎn)物的形成等各個方面。本論文系統(tǒng)地研究了好氧顆粒污泥的形成過程、作用機制和數(shù)學模擬,探索了顆粒污泥在好氧和缺氧條件下的胞內(nèi)儲存過程機理,深入闡明了顆粒污泥中胞外聚合物和溶解性微生物產(chǎn)物的形成規(guī)律,并首次成功地以低有機物濃度城市污水為基質(zhì)在中試規(guī)模反應器中培養(yǎng)出性能優(yōu)良的好氧顆粒污泥。主要研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下:1.分別采用豆制品加工廢水和混合酸廢水在SBR反應器中培養(yǎng)好氧顆粒污泥,基于實驗結(jié)果和形成機理的分析,實現(xiàn)了好氧顆粒污泥形成過程的定量描述。粒污泥在形成過程中粒徑逐漸增大,沉降速度提高到40 mh^-1,污泥體積指數(shù)SVI減小至20 mL g^-1,COD去除效率高于98%;模型能夠... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：321 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
第一章 文獻綜述
    1.1 好氧顆粒污泥及其培養(yǎng)
        1.1.1 概述
        1.1.2 好氧顆粒污泥的定義
        1.1.3 好氧顆粒污泥的培養(yǎng)
        1.1.4 好氧顆粒污泥的形成機理
    1.2 好氧顆粒污泥的作用機制
        1.2.1 好氧顆粒污泥微生物的生長及污染物去除
        1.2.2 好氧顆粒污泥的微生物胞內(nèi)存儲物質(zhì)
        1.2.3 好氧顆粒污泥的微生物胞外聚合物
        1.2.4 好氧顆粒污泥的溶解性微生物產(chǎn)物
    1.3 好氧顆粒污泥的數(shù)學模擬
    1.4 研究的目的、意義及內(nèi)容
        1.4.1 研究的目的和意義
        1.4.2 研究的主要內(nèi)容
    參考文獻
第二章 好氧顆粒污泥的培養(yǎng)過程
    2.1 概述
    2.2 實驗材料和方法
        2.2.1 序批式反應器
        2.2.2 接種污泥和廢水成分
        2.2.3 分析測試方法
    2.3 好氧顆粒污泥形成過程數(shù)學模型的建立
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 以豆制品加工廢水為基質(zhì)的顆粒污泥培養(yǎng)工況
        2.4.2 以混合酸廢水為基質(zhì)的顆粒污泥培養(yǎng)工況
        2.4.3 好氧顆粒污泥形成過程的數(shù)學模擬
        2.4.4 好氧顆粒污泥形成過程的機理分析
    2.5 小結(jié)
    參考文獻
第三章 好氧顆粒污泥中微生物的生長與競爭
    3.1 概述
    3.2 實驗材料和方法
        3.2.1 好氧顆粒污泥反應器
        3.2.2 動力學參數(shù)測定
        3.2.3 分析測試方法
    3.3 好氧顆粒污泥中微生物生長數(shù)學模型的建立
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 好氧顆粒污泥反應器的穩(wěn)態(tài)運行工況
        3.4.2 顆粒污泥微生物生長的數(shù)學模擬
        3.4.3 顆粒中自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌的呼吸速率分析
        3.4.4 顆粒中自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌的生物量比例
        3.4.5 顆粒中活性微生物的空間分布
    3.5 小結(jié)
    參考文獻
第四章 好氧顆粒污泥微生物降解污染物的熱力學解析
    4.1 概述
    4.2 實驗材料和方法
        4.2.1 污泥、廢水及反應器
        4.2.2 污染物降解實驗
        4.2.3 分析測試方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 熱力學方法分析
        4.3.2 生化過程的分析
        4.3.3 廢水的特性解析
        4.3.4 基于熱力學的生化計量學分析
        4.3.5 外源產(chǎn)率的計算
        4.3.6 污染物降解過程的解析
    4.4 小結(jié)
    參考文獻
第五章 好氧顆粒污泥微生物胞內(nèi)儲存物質(zhì)
    5.1 概述
    5.2 好氧條件下顆粒污泥的微生物胞內(nèi)存儲
        5.2.1 實驗材料和方法
        5.2.2 好氧條件下動力學模型的建立
        5.2.3 結(jié)果與討論
    5.3 缺氧條件下顆粒污泥的微生物胞內(nèi)存儲
        5.3.1 實驗材料和方法
        5.3.2 缺氧條件下動力學模型的建立
        5.3.3 結(jié)果與討論
    5.4 小結(jié)
    參考文獻
第六章 好氧顆粒污泥微生物的胞外聚合物
    6.1 概述
    6.2 微生物胞外聚合物特性的研究
        6.2.1 材料和方法
        6.2.2 結(jié)果與討論
    6.3 微生物胞外聚合物的產(chǎn)生動力學
        6.3.1 材料和方法
        6.3.2 結(jié)果與討論
    6.4 微生物胞外聚合物的數(shù)學模擬
        6.4.1 材料和方法
        6.4.2 結(jié)果與討論
    6.5 小結(jié)
    參考文獻
第七章 好氧顆粒污泥的溶解性微生物產(chǎn)物
    7.1 概述
    7.2 SMP特性的研究
        7.2.1 材料和方法
        7.2.2 結(jié)果與討論
    7.3 溶解性微生物產(chǎn)物形成動力學研究
        7.3.1 材料和方法
        7.3.2 結(jié)果與討論
    7.4 溶解性微生物產(chǎn)物數(shù)學模擬
        7.4.1 材料和方法
        7.4.2 結(jié)果與討論
    7.5 小結(jié)
    參考文獻
第八章 好氧顆粒污泥中EPS、SMP和X_(STO)的形成機制和動力學
    8.1 概述
    8.2 實驗材料和方法
        8.2.1 顆粒SBR反應器的運行
        8.2.2 EPS、SMP和X_(STO)形成的間歇實驗
        8.2.3 動力學參數(shù)的確定
        8.2.4 分析測試方法
    8.3 EPS、SMP和X_(STO)形成動力學模型的建立
        8.3.1 電子轉(zhuǎn)移途徑的耦合
        8.3.2 EPS、SMP和X_(STO)動力學
    8.4 結(jié)果與討論
        8.4.1 微生物EPS、SMP和X_(STO)的形成
        8.4.2 動力學模型結(jié)構(gòu)的敏感性分析
        8.4.3 EPS、SMP和X_(STO)形成過程的參數(shù)校準
        8.4.4 間歇實驗結(jié)果及其數(shù)學模擬
        8.4.5 反應器周期運行工況及其數(shù)學模擬
        8.4.6 反應器長期運行工況及其數(shù)學模擬
        8.4.7 污泥停留時間對微生物產(chǎn)物形成的影響
        8.4.8 顆粒反應器基于微生物產(chǎn)物模型的人工調(diào)控
    8.5 小結(jié)
    參考文獻
第九章 硝化顆粒污泥中異養(yǎng)菌基于自養(yǎng)菌微生物產(chǎn)物的生長
    9.1 概述
    9.2 自養(yǎng)菌微生物產(chǎn)物的形成
        9.2.1 實驗材料和方法
        9.2.2 動力學模型的建立
        9.2.3 結(jié)果與討論
    9.3 自養(yǎng)菌體系中異養(yǎng)菌的生長
        9.3.1 實驗材料和方法
        9.3.2 動力學模型的建立
        9.3.3 結(jié)果與討論
    9.4 小結(jié)
    參考文獻
第十章 低濃度城市污水為底物的好氧顆粒污泥反應器的中試研究
    10.1 概述
    10.2 實驗材料和方法
        10.2.1 中試反應器的構(gòu)建
        10.2.2 接種污泥和污水成分
        10.2.3 顆粒污泥的培養(yǎng)策略
        10.2.4 分析測試方法
    10.3 中試顆粒污泥反應器數(shù)學模型的建立
        10.3.1 動力學模型
        10.3.2 污水成分分析
    10.4 結(jié)果與討論
        10.4.1 中試反應器的工況
        10.4.2 活性污泥的顆粒化過程
        10.4.3 中試顆粒污泥的特性分析
        10.4.4 中試顆粒污泥反應器的數(shù)學模擬
        10.4.5 低濃度城市污水培養(yǎng)顆粒污泥的關鍵因素分析
        10.4.6 活性污泥顆�；性嚨闹匾饬x
    10.5 小結(jié)
    參考文獻
第十一章 好氧顆粒污泥生物多樣性的應用
    11.1 概述
    11.2 實驗材料和方法
        11.2.1 反應器、接種好氧顆粒污泥和廢水
        11.2.2 反應器的啟動與運行
        11.2.3 分析測試方法
        11.2.4 微生物種群多樣性分析
    11.3 結(jié)果與討論
        11.3.1 厭氧氨氧化顆粒的形成
        11.3.2 厭氧氨氧化反應器的運行工況及快速啟動
        11.3.3 厭氧氨氧化顆粒污泥的特性分析
        11.3.4 基于DGGE和RTQ-PCR的微生物群落動態(tài)變化分析
        11.3.5 顆粒污泥中ANAMMOX細菌的種群多樣性分析
        11.3.6 厭氧氨氧化顆粒反應器的數(shù)學模擬
    11.4 小結(jié)
    參考文獻
結(jié)論
致謝
攻讀博士期間的學術論文及專利


【參考文獻】：
期刊論文
[1]好氧顆粒污泥的研究進展[J]. 王建龍,張子健,吳偉偉.  環(huán)境科學學報. 2009(03)
[2]進料負荷調(diào)控培養(yǎng)好氧顆粒污泥的試驗研究[J]. 史曉慧,劉芳,劉虹,竺建榮.  環(huán)境科學. 2007(05)
[3]SBR中厭氧顆粒污泥向好氧顆粒污泥的轉(zhuǎn)化[J]. 胡林林,王建龍,文湘華,楊寧,錢易.  環(huán)境科學. 2004(04)
[4]SBR系統(tǒng)中好氧顆粒污泥脫氮特性研究[J]. 謝珊,李小明,曾光明,楊國靖,楊麒.  中國環(huán)境科學. 2004(03)
[5]同步硝化與反硝化（SND）好氧顆粒污泥脫氮過程初步研究[J]. 阮文權,陳堅.  安全與環(huán)境學報. 2003(05)
[6]同步脫氮好氧顆粒污泥的特性及其反應過程[J]. 阮文權,陳堅.  中國環(huán)境科學. 2003(04)
[7]選擇壓法培育好氧顆粒污泥的試驗[J]. 王強,陳堅,堵國成.  環(huán)境科學. 2003(04)
[8]好氧顆粒污泥實現(xiàn)同步硝化反硝化[J]. 楊麒,李小明,曾光明,謝珊,劉精今.  城市環(huán)境與城市生態(tài). 2003(01)
[9]利用好氧顆粒污泥實現(xiàn)同步硝化反硝化[J]. 白曉慧.  中國給水排水. 2002(02)
[10]好氧顆�；钚晕勰嗟呐囵B(yǎng)及理化特性研究[J]. 竺建榮,劉純新.  環(huán)境科學. 1999(02)



本文編號：3246510