基于共代謝作用微曝氣SBR處理難降解有機(jī)廢水研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-20 04:27
隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展,人們合成并應(yīng)用了越來(lái)越多的有機(jī)物,其中難降解有機(jī)物占了很大比例。難降解有機(jī)廢水污染物毒性大、成份復(fù)雜、化學(xué)耗氧量高,一般生物處理工藝對(duì)其幾乎沒(méi)有降解效果,如果這些物質(zhì)不加治理即向環(huán)境排放,勢(shì)必嚴(yán)重污染環(huán)境和威脅人類的身體健康,是目前水污染防治研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。五氯酚(Pentachlorophenol,PCP)廢水是一種具有代表性的難降解有機(jī)廢水。盡管當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)含PCP廢水處理方法的研究取得了一定進(jìn)展,但是這些方法普遍存在能耗高、難以控制以及易造成二次污染等方面的問(wèn)題。本研究針對(duì)PCP廢水處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀,基于微生物共代謝作用優(yōu)選適于處理含難降解有機(jī)廢水的低能耗、低運(yùn)行費(fèi)用、低污泥產(chǎn)率的處理工藝,即采用微曝氣的SBR工藝(序批式活性污泥法,Sequencing Batch Reactor, SBR)。通過(guò)試驗(yàn),系統(tǒng)地研究了基于共代謝作用微曝氣SBR工藝處理水中PCP的處理效能、污泥活性及影響因素,優(yōu)化了穩(wěn)定運(yùn)行的最佳工況,對(duì)馴化前后微好氧顆粒污泥的宏基因組進(jìn)行測(cè)定,構(gòu)建了微曝氣SBR共代謝處理PCP廢水的基因文庫(kù),考察了馴化前后系統(tǒng)內(nèi)微生物種群豐度、多樣性變化...
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省211工程院校985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:169 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題來(lái)源、背景、研究目的和意義
1.1.1 課題來(lái)源
1.1.2 課題背景
1.1.3 課題的研究目的與意義
1.2 水環(huán)境中的PCP分布及其對(duì)生物的毒性效應(yīng)
1.2.1 水環(huán)境中PCP的分布
1.2.2 PCP及其中間代謝物的環(huán)境危害
1.3 PCP及其中間降解產(chǎn)物的生物處理
1.3.1 好氧生物處理法
1.3.2 厭氧生物處理法
1.4 微生物共代謝作用
1.4.1 微生物共代謝作用含義、特點(diǎn)及類型
1.4.2 微生物共代謝的作用機(jī)理
1.4.3 微生物共代謝作用降解PCP的應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1.5 微曝氣技術(shù)
1.5.1 微曝氣技術(shù)含義及特點(diǎn)
1.5.2 微曝氣技術(shù)原理
1.5.3 微曝氣技術(shù)在廢水處理中應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1.6 本課題的主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
1.6.1 研究?jī)?nèi)容
1.6.2 技術(shù)路線
第2章 試驗(yàn)材料和方法
2.1 試驗(yàn)材料
2.1.1 試驗(yàn)用廢水
2.1.2 試驗(yàn)用污泥
2.2 試驗(yàn)裝置及儀器
2.2.1 試驗(yàn)裝置
2.2.2 試驗(yàn)儀器
2.3 分析項(xiàng)目及檢測(cè)分析方法
2.3.1 常規(guī)分析項(xiàng)目和檢測(cè)方法
2.3.2 非常規(guī)分析項(xiàng)目及檢測(cè)方法
2.4 實(shí)驗(yàn)方案與設(shè)計(jì)
2.4.1 微好氧顆粒污泥培養(yǎng)與馴化研究
2.4.2 PCP負(fù)荷對(duì)微曝氣SBR系統(tǒng)處理效能及污泥活性的影響研究
2.4.3 曝氣強(qiáng)度對(duì)顆粒污泥基本性狀的影響研究
2.4.4 微曝氣SBR處理PCP系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響因素研究
2.4.5 微曝氣SBR處理PCP微生物群落結(jié)構(gòu)分析
第3章 微曝氣SBR共代謝降解PCP顆粒污泥馴化及系統(tǒng)影響因素研究
3.1 引言
3.2 降解PCP的微好氧顆粒污泥培養(yǎng)馴化研究
3.2.1 顆;囵B(yǎng)過(guò)程中污泥理化性質(zhì)變化
3.2.2 曝氣強(qiáng)度對(duì)顆粒污泥基本性狀的影響研究
3.2.3 降解PCP的共代謝基質(zhì)優(yōu)選及微好氧顆粒污泥馴化
3.2.4 馴化成熟的微好氧顆粒污泥性質(zhì)
3.3 PCP對(duì)微曝氣SBR系統(tǒng)處理效能及污泥活性的影響
3.3.1 PCP 對(duì)CODCr去除的影響
3.3.2 PCP對(duì)顆粒污泥生物活性的影響
3.4 微曝氣SBR處理PCP系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響因素研究
3.4.1 DO對(duì)微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的影響
3.4.2 pH值對(duì)微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的影響
3.4.3 ORP對(duì)微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的影響
3.4.4 PCP負(fù)荷對(duì)微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的影響
3.4.5 海藻糖投加量對(duì)微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的影響
3.4.6 溫度對(duì)微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的影響
3.4.7 堿度對(duì)微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的影響
3.4.8 反應(yīng)時(shí)間對(duì)微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的影響
3.5 最佳工況條件下微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的運(yùn)行情況
3.6 本章小結(jié)
第4章 微曝氣SBR處理PCP微生物群落結(jié)構(gòu)分析
4.1 引言
4.2 微曝氣SBR處理PCP系統(tǒng)中微生物群落多樣性分析
4.2.1 微好氧顆粒污泥樣品DNA提取和PCR擴(kuò)增
4.2.2 細(xì)菌16S rDNA克隆文庫(kù)有效性檢驗(yàn)
4.2.3 微生物群落系統(tǒng)發(fā)育多樣性分析
4.3 基于OTU聚類的微生物群落結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析
4.3.1 OTU聚類及分析
4.3.2 OTU分布VENN 圖
4.3.3 克隆文庫(kù)在屬水平的系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析
4.3.4 馴化前后SBR微好氧顆粒污泥微生物系統(tǒng)發(fā)育分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 微曝氣SBR處理PCP動(dòng)力學(xué)分析
5.1 引言
5.2 微曝氣SBR工藝去除PCP共代謝動(dòng)力學(xué)研究
5.2.1 PCP共代謝
5.2.2 微曝氣SBR工藝去除PCP共代謝動(dòng)力學(xué)模型
5.2.3 模型對(duì)反應(yīng)器實(shí)際運(yùn)行的動(dòng)態(tài)擬合與驗(yàn)證
5.3 微好氧顆粒污泥降解PCP動(dòng)力學(xué)模型
5.3.1 模型的基本構(gòu)成
5.3.2 模型的構(gòu)建
5.3.3 模型的解
5.3.4 模型對(duì)反應(yīng)器實(shí)際運(yùn)行的動(dòng)態(tài)擬合及優(yōu)化運(yùn)行
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]五氯苯酚和五氯苯酚鈉毒性作用研究進(jìn)展[J]. 許文青,樊柏林,陳明,常薇. 中國(guó)藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志. 2011(06)
[2]Fe/Cu體-CAST工藝處理草甘膦廢水的研究及改造方案[J]. 陳恒寶,王申. 環(huán)境科技. 2011(01)
[3]不同溶解氧濃度下微氧顆粒污泥降解五氯酚的特性[J]. 藍(lán)惠霞,王樂(lè)樂(lè),陳元彩,曾應(yīng)堅(jiān). 造紙科學(xué)與技術(shù). 2010(04)
[4]兼氧調(diào)節(jié)—曝氣—混凝沉淀工藝處理印染廢水[J]. 吳玉,田剛,司亞安,王志偉. 給水排水. 2009(10)
[5]微曝氣Fenton氧化法處理模擬雙酚A廢水的效果及其生物驗(yàn)證[J]. 何志明,李秀芬,堵國(guó)成,陳堅(jiān). 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2009(09)
[6]低溫下生物強(qiáng)化SBR工藝處理苯胺廢水的研究[J]. 山丹,馬放,王金生,王晨. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2009(08)
[7]UV/H2O2/微曝氣降解三氯乙酸的試驗(yàn)研究[J]. 趙世嘏,高乃云,楚文海. 給水排水. 2009(05)
[8]UV/H2O2/微曝氣處理微污染水中苯胺的試驗(yàn)研究[J]. 劉海峰,劉元. 供水技術(shù). 2008(06)
[9]UV/H2O2/微曝氣聯(lián)用工藝對(duì)BP的去除[J]. 李若愚,高乃云,徐斌,曹俊,胡玲,樂(lè)林生. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2007(02)
[10]厭氧顆粒污泥對(duì)五氯苯酚脫氯過(guò)程中的影響因素[J]. 周洪波,陳堅(jiān),邱冠周,胡岳華. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào). 2006(06)
博士論文
[1]宏基因組中DNA片段物種多樣性鑒定研究[D]. 侯濤.吉林大學(xué) 2013
[2]微好氧顆粒污泥同時(shí)好氧—厭氧降解廢水中五氯酚(PCP)的研究[D]. 藍(lán)惠霞.華南理工大學(xué) 2005
[3]好氧顆粒污泥同步硝化反硝化過(guò)程研究[D]. 阮文權(quán).江南大學(xué) 2004
碩士論文
[1]利用宏基因組方法獲得新酯酶基因及酶學(xué)性質(zhì)研究[D]. 周秀玲.杭州師范大學(xué) 2012
[2]五氯酚的厭氧生物降解特性及對(duì)系統(tǒng)的反饋影響[D]. 薛建良.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[3]五氯酚的厭氧降解特性及機(jī)理研究[D]. 李建華.湘潭大學(xué) 2006
[4]微量水平下生物共代謝4-氯酚特性研究[D]. 韋莉元.湖南大學(xué) 2005
本文編號(hào):3634313
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省211工程院校985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:169 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題來(lái)源、背景、研究目的和意義
1.1.1 課題來(lái)源
1.1.2 課題背景
1.1.3 課題的研究目的與意義
1.2 水環(huán)境中的PCP分布及其對(duì)生物的毒性效應(yīng)
1.2.1 水環(huán)境中PCP的分布
1.2.2 PCP及其中間代謝物的環(huán)境危害
1.3 PCP及其中間降解產(chǎn)物的生物處理
1.3.1 好氧生物處理法
1.3.2 厭氧生物處理法
1.4 微生物共代謝作用
1.4.1 微生物共代謝作用含義、特點(diǎn)及類型
1.4.2 微生物共代謝的作用機(jī)理
1.4.3 微生物共代謝作用降解PCP的應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1.5 微曝氣技術(shù)
1.5.1 微曝氣技術(shù)含義及特點(diǎn)
1.5.2 微曝氣技術(shù)原理
1.5.3 微曝氣技術(shù)在廢水處理中應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1.6 本課題的主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
1.6.1 研究?jī)?nèi)容
1.6.2 技術(shù)路線
第2章 試驗(yàn)材料和方法
2.1 試驗(yàn)材料
2.1.1 試驗(yàn)用廢水
2.1.2 試驗(yàn)用污泥
2.2 試驗(yàn)裝置及儀器
2.2.1 試驗(yàn)裝置
2.2.2 試驗(yàn)儀器
2.3 分析項(xiàng)目及檢測(cè)分析方法
2.3.1 常規(guī)分析項(xiàng)目和檢測(cè)方法
2.3.2 非常規(guī)分析項(xiàng)目及檢測(cè)方法
2.4 實(shí)驗(yàn)方案與設(shè)計(jì)
2.4.1 微好氧顆粒污泥培養(yǎng)與馴化研究
2.4.2 PCP負(fù)荷對(duì)微曝氣SBR系統(tǒng)處理效能及污泥活性的影響研究
2.4.3 曝氣強(qiáng)度對(duì)顆粒污泥基本性狀的影響研究
2.4.4 微曝氣SBR處理PCP系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響因素研究
2.4.5 微曝氣SBR處理PCP微生物群落結(jié)構(gòu)分析
第3章 微曝氣SBR共代謝降解PCP顆粒污泥馴化及系統(tǒng)影響因素研究
3.1 引言
3.2 降解PCP的微好氧顆粒污泥培養(yǎng)馴化研究
3.2.1 顆;囵B(yǎng)過(guò)程中污泥理化性質(zhì)變化
3.2.2 曝氣強(qiáng)度對(duì)顆粒污泥基本性狀的影響研究
3.2.3 降解PCP的共代謝基質(zhì)優(yōu)選及微好氧顆粒污泥馴化
3.2.4 馴化成熟的微好氧顆粒污泥性質(zhì)
3.3 PCP對(duì)微曝氣SBR系統(tǒng)處理效能及污泥活性的影響
3.3.1 PCP 對(duì)CODCr去除的影響
3.3.2 PCP對(duì)顆粒污泥生物活性的影響
3.4 微曝氣SBR處理PCP系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響因素研究
3.4.1 DO對(duì)微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的影響
3.4.2 pH值對(duì)微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的影響
3.4.3 ORP對(duì)微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的影響
3.4.4 PCP負(fù)荷對(duì)微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的影響
3.4.5 海藻糖投加量對(duì)微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的影響
3.4.6 溫度對(duì)微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的影響
3.4.7 堿度對(duì)微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的影響
3.4.8 反應(yīng)時(shí)間對(duì)微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的影響
3.5 最佳工況條件下微曝氣SBR共代謝系統(tǒng)的運(yùn)行情況
3.6 本章小結(jié)
第4章 微曝氣SBR處理PCP微生物群落結(jié)構(gòu)分析
4.1 引言
4.2 微曝氣SBR處理PCP系統(tǒng)中微生物群落多樣性分析
4.2.1 微好氧顆粒污泥樣品DNA提取和PCR擴(kuò)增
4.2.2 細(xì)菌16S rDNA克隆文庫(kù)有效性檢驗(yàn)
4.2.3 微生物群落系統(tǒng)發(fā)育多樣性分析
4.3 基于OTU聚類的微生物群落結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析
4.3.1 OTU聚類及分析
4.3.2 OTU分布VENN 圖
4.3.3 克隆文庫(kù)在屬水平的系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析
4.3.4 馴化前后SBR微好氧顆粒污泥微生物系統(tǒng)發(fā)育分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 微曝氣SBR處理PCP動(dòng)力學(xué)分析
5.1 引言
5.2 微曝氣SBR工藝去除PCP共代謝動(dòng)力學(xué)研究
5.2.1 PCP共代謝
5.2.2 微曝氣SBR工藝去除PCP共代謝動(dòng)力學(xué)模型
5.2.3 模型對(duì)反應(yīng)器實(shí)際運(yùn)行的動(dòng)態(tài)擬合與驗(yàn)證
5.3 微好氧顆粒污泥降解PCP動(dòng)力學(xué)模型
5.3.1 模型的基本構(gòu)成
5.3.2 模型的構(gòu)建
5.3.3 模型的解
5.3.4 模型對(duì)反應(yīng)器實(shí)際運(yùn)行的動(dòng)態(tài)擬合及優(yōu)化運(yùn)行
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]五氯苯酚和五氯苯酚鈉毒性作用研究進(jìn)展[J]. 許文青,樊柏林,陳明,常薇. 中國(guó)藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志. 2011(06)
[2]Fe/Cu體-CAST工藝處理草甘膦廢水的研究及改造方案[J]. 陳恒寶,王申. 環(huán)境科技. 2011(01)
[3]不同溶解氧濃度下微氧顆粒污泥降解五氯酚的特性[J]. 藍(lán)惠霞,王樂(lè)樂(lè),陳元彩,曾應(yīng)堅(jiān). 造紙科學(xué)與技術(shù). 2010(04)
[4]兼氧調(diào)節(jié)—曝氣—混凝沉淀工藝處理印染廢水[J]. 吳玉,田剛,司亞安,王志偉. 給水排水. 2009(10)
[5]微曝氣Fenton氧化法處理模擬雙酚A廢水的效果及其生物驗(yàn)證[J]. 何志明,李秀芬,堵國(guó)成,陳堅(jiān). 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2009(09)
[6]低溫下生物強(qiáng)化SBR工藝處理苯胺廢水的研究[J]. 山丹,馬放,王金生,王晨. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2009(08)
[7]UV/H2O2/微曝氣降解三氯乙酸的試驗(yàn)研究[J]. 趙世嘏,高乃云,楚文海. 給水排水. 2009(05)
[8]UV/H2O2/微曝氣處理微污染水中苯胺的試驗(yàn)研究[J]. 劉海峰,劉元. 供水技術(shù). 2008(06)
[9]UV/H2O2/微曝氣聯(lián)用工藝對(duì)BP的去除[J]. 李若愚,高乃云,徐斌,曹俊,胡玲,樂(lè)林生. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2007(02)
[10]厭氧顆粒污泥對(duì)五氯苯酚脫氯過(guò)程中的影響因素[J]. 周洪波,陳堅(jiān),邱冠周,胡岳華. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào). 2006(06)
博士論文
[1]宏基因組中DNA片段物種多樣性鑒定研究[D]. 侯濤.吉林大學(xué) 2013
[2]微好氧顆粒污泥同時(shí)好氧—厭氧降解廢水中五氯酚(PCP)的研究[D]. 藍(lán)惠霞.華南理工大學(xué) 2005
[3]好氧顆粒污泥同步硝化反硝化過(guò)程研究[D]. 阮文權(quán).江南大學(xué) 2004
碩士論文
[1]利用宏基因組方法獲得新酯酶基因及酶學(xué)性質(zhì)研究[D]. 周秀玲.杭州師范大學(xué) 2012
[2]五氯酚的厭氧生物降解特性及對(duì)系統(tǒng)的反饋影響[D]. 薛建良.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[3]五氯酚的厭氧降解特性及機(jī)理研究[D]. 李建華.湘潭大學(xué) 2006
[4]微量水平下生物共代謝4-氯酚特性研究[D]. 韋莉元.湖南大學(xué) 2005
本文編號(hào):3634313
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