低強(qiáng)度超聲波輻照可提高微生物活性,促進(jìn)污水生物處理效率,因而被認(rèn)為是一項(xiàng)很有發(fā)展前景的新技術(shù)。厭氧生物處理低濃度污水存在一些急需解決的問(wèn)題,例如:在低溫下厭氧微生物生長(zhǎng)慢,對(duì)基質(zhì)的降解速率低;由于產(chǎn)氣量小,導(dǎo)致固液傳質(zhì)效率低;產(chǎn)甲烷菌的生存條件苛刻,反應(yīng)器的啟動(dòng)周期長(zhǎng)。研究表明:低強(qiáng)度超聲波輻照技術(shù)能促進(jìn)微生物代謝過(guò)程中酶與底物的接觸,并能改變酶分子的構(gòu)象以增加酶的生物活性,因而可以顯著提高生物活性從而強(qiáng)化污水生物處理。因此,論文研究了頻率為20 kHz的低強(qiáng)度超聲波輻照作用下,不同的超聲參數(shù)對(duì)促進(jìn)厭氧污泥活性的效果;考察了周期性低強(qiáng)度超聲波輻照對(duì)反應(yīng)器內(nèi)厭氧污泥生物活性的影響,闡明了低強(qiáng)度超聲波輻照污泥提高污水有機(jī)物降解效率的作用機(jī)制;借助分子生物學(xué)手段,揭示了低強(qiáng)度超聲波輻照對(duì)污泥微生物群落結(jié)構(gòu)的影響。其主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:首先,通過(guò)小試試驗(yàn),以厭氧折流板反應(yīng)器（Anaerobic Baffled Reactor,ABR）工藝中的厭氧污泥為研究對(duì)象,采用輔酶F420及脫氫酶活性為表征,研究了厭氧污泥在超聲波輸入功率密度為0.02⁰.4 W/mL、輻照時(shí)間0... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

三階段（四菌群）厭氧消化過(guò)程示意圖

介質(zhì)溫度升高。用 10 W 的輸入聲功率輻照 50 mL 水，在沒(méi)有其態(tài)下，輻照 2 min 時(shí)間能使水溫上升 5.7 ℃[70]。這種單純由于介效應(yīng)，稱(chēng)為熱效應(yīng)，如熱效應(yīng)作用于混合液中會(huì)改善流體性能加快，增強(qiáng)生物酶的活性。超聲波造成的溫度的變化對(duì)污水生影響有限，所以熱效應(yīng)不是超聲應(yīng)用在生物技術(shù)上的主要貢獻(xiàn)。1.3.1.3 空化效應(yīng)超聲空化是超聲波在液體介質(zhì)中產(chǎn)生的一個(gè)復(fù)雜的非線性聲功率超聲波輻照于液體介質(zhì)中時(shí)，由聲波產(chǎn)生的正負(fù)壓交替的作引起液體分子在其平衡位置上的振動(dòng)，正壓相階段分子被壓縮距離，負(fù)壓相階段分子被拉升而增加了分子間的距離。當(dāng)施加的空化閾值時(shí)，產(chǎn)生的負(fù)壓將會(huì)使分子間的距離超過(guò)其極限距構(gòu)的完整性，產(chǎn)生空化泡�？栈菰诼暡ㄕ�(fù)壓交替的作用下定的周期振蕩，則稱(chēng)為穩(wěn)態(tài)空化，但是如果空化泡在經(jīng)歷超聲體積收縮、生長(zhǎng)、再收縮、再生長(zhǎng)，多次周期性震蕩，最后在擊，瞬間崩潰，則稱(chēng)為瞬態(tài)空化。圖 1-2 為空化泡生長(zhǎng)過(guò)程示意

第 2 章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與方法第 2 章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與方法2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)裝置為自制有機(jī)玻璃 ABR 反應(yīng)器，分為兩組，每組都有 4 個(gè)隔室，每個(gè)隔室大小相同，隔室內(nèi)分為下向流區(qū)和上向流區(qū)，體積比為 1：3，其中單個(gè)隔室的有效容積為 3 L，有效高度為 30 cm，單組有效容積為 12 L。進(jìn)水泵采用格蘭蠕動(dòng)泵壓入，出水自流。在反應(yīng)器每隔室的不同位置設(shè)置了取樣口，頂部設(shè)置了氣體收集口及污泥回流孔口。具體見(jiàn)圖 2-1 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超聲空化及絮體破碎過(guò)程的模擬與試驗(yàn)分析[J]. 郭璇,楊艷玲,李星,周志偉,馬長(zhǎng)紅,張洋.  中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2015(05)
[2]超聲對(duì)凈水沉淀污泥絮體特性及對(duì)污泥回流效能的影響[J]. 鄔艷,楊艷玲,李星,周志偉,蘇兆陽(yáng),郭璇.  中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2014(05)
[3]氣動(dòng)UASB處理生活污水的啟動(dòng)研究[J]. 徐陽(yáng)鈺,管錫珺,張慧強(qiáng),王忠剛.  環(huán)境工程. 2014(03)
[4]厭氧生物濾池在生活污水厭氧-好氧組合處理工藝中的應(yīng)用[J]. 王永謙,呂錫武,鄭美玲,楊子萱.  四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2014(02)
[5]污泥負(fù)荷對(duì)UASB處理低濃度污水運(yùn)行效果和污泥性質(zhì)的影響[J]. 劉尹,劉海寧,張凱松.  環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2013(12)
[6]厭氧顆粒污泥特性對(duì)其初期吸附有機(jī)污染物性能的影響[J]. 徐宏英,張嬋,蘇檳楠,王慕華.  應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào). 2013(05)
[7]復(fù)合式膜生物反應(yīng)器中胞外聚合物提取方法綜合評(píng)價(jià)[J]. 陳華,胡以松,王曉昌,金鵬康.  環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2013(08)
[8]厭氧生物濾池/生態(tài)浮床工藝處理南方農(nóng)村生活污水[J]. 凌霄,陳鐘衛(wèi),陳滿,何明磊,劉家卓,何曉鋒.  中國(guó)給水排水. 2013(14)
[9]膜生物反應(yīng)器中EPS的提取方法[J]. 李繼宏,單士亮,李亮,胡筱敏,董怡華.  環(huán)境工程. 2013(03)
[10]南方農(nóng)村生活污水處理目標(biāo)及工藝模式探討[J]. 馬魯銘,王云龍,劉志剛,王紅武.  中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2013(01)

博士論文
[1]CSTR和ABR處理有機(jī)廢水產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷特征與效能[D]. 鄭國(guó)臣.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]ABR反應(yīng)器處理生活污水的啟動(dòng)及顆粒污泥特性研究[D]. 龔浩.重慶大學(xué) 2013
[2]貧營(yíng)養(yǎng)條件下微生物代謝產(chǎn)物和生物多樣性的研究[D]. 王盛勇.天津大學(xué) 2009
[3]低強(qiáng)度超聲波強(qiáng)化污水生物處理的試驗(yàn)研究[D]. 楊霏.重慶大學(xué) 2007



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