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
發(fā)布時(shí)間:2023-03-12 18:21
五氯酚(PCP)是具有致畸、致癌、致突變作用的難生物降解的異型生物質(zhì),作為殺菌劑、防腐劑大量使用,在皮革、紡織、造紙等廢水中廣泛存在,是美國(guó)環(huán)保局(EPA)以及我國(guó)環(huán)境優(yōu)先控制的重點(diǎn)污染物之一。目前,順序厭氧-好氧工藝已被證實(shí)是最可行的方法,但是使好氧和厭氧過(guò)程在時(shí)間和空間上分離,導(dǎo)致工藝流程長(zhǎng),占地面積大。針對(duì)目前工藝存在的缺點(diǎn),本文提出采用同時(shí)好氧-厭氧的微好氧顆粒污泥工藝處理PCP廢水,對(duì)微好氧顆粒污泥的培養(yǎng)、顆粒污泥形成機(jī)理以及對(duì)PCP的降解過(guò)程和降解機(jī)理進(jìn)行深入研究。 首先對(duì)微好氧顆粒污泥的培養(yǎng)進(jìn)行研究。分別以解體和完好的厭氧顆粒污泥作為種泥進(jìn)行培養(yǎng)。解體的絮狀污泥經(jīng)過(guò)培養(yǎng)形成顆粒污泥后,用PCP進(jìn)行馴化,形成的顆粒污泥由于結(jié)構(gòu)疏松發(fā)生解體。采用厭氧顆粒污泥為種泥,邊培養(yǎng)邊不斷提高PCP濃度進(jìn)行馴化,污泥對(duì)廢水的降解能力不斷提高,最終得到性能優(yōu)良的微好氧顆粒污泥。與厭氧顆粒污泥處理PCP的文獻(xiàn)報(bào)道相比,微好氧顆粒污泥中同時(shí)存在厭氧、好氧微環(huán)境,PCP在厭氧區(qū)降解產(chǎn)生的低氯代酚,在好氧區(qū)能夠及時(shí)降解,從而消除對(duì)厭氧區(qū)微生物的抑制,因此對(duì)PCP能夠徹底礦化,不會(huì)發(fā)生低氯代...
【文章頁(yè)數(shù)】:161 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號(hào)表
目錄
第一章 緒論
1.1 含五氯酚(PCP)廢水的來(lái)源及其危害
1.2 五氯酚廢水處理工藝的研究現(xiàn)狀
1.2.1 物化法的處理方法
1.2.2 化學(xué)法
1.2.3 生化法
1.3 好氧顆粒污泥工藝的研究進(jìn)展
1.3.1 好氧顆粒污泥的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)
1.3.2 影響好氧顆粒污泥的形成條件
1.3.3 好氧顆粒污泥的培養(yǎng)及其在廢水處理中的應(yīng)用
1.4 課題的提出
1.5 研究的目標(biāo)及內(nèi)容
1.5.1 研究目標(biāo)
1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 降解五氯酚的微好氧顆粒污泥的培養(yǎng)研究
2.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1.1 實(shí)驗(yàn)用水
2.1.2 接種污泥
2.1.3 實(shí)驗(yàn)裝置及流程
2.1.4 分析項(xiàng)目及測(cè)試方法
2.2 以解體厭氧顆粒污泥為種泥的培養(yǎng)
2.2.1 反應(yīng)器的啟動(dòng)
2.2.2 培養(yǎng)過(guò)程廢水水質(zhì)的變化
2.2.3 培養(yǎng)過(guò)程污泥常規(guī)理化指標(biāo)的變化
2.2.4 對(duì)顆粒污泥的馴化
2.3 以厭氧顆粒污泥為種泥的培養(yǎng)過(guò)程
2.3.1 反應(yīng)器的啟動(dòng)與運(yùn)行
2.3.2 廢水出水水質(zhì)的變化
2.3.3 胞外多聚物中PN/PS的變化
2.4 成熟顆粒污泥特性
2.4.1 顆粒污泥外觀以及微生物相觀察
2.4.2 成熟顆粒污泥的理化特性
2.4.3 顆粒污泥厭氧和好氧活性
2.5 本章小結(jié)
第三章 微好氧顆粒污泥形成機(jī)理的研究
3.1 促使污泥顆粒化的作用力
3.2 污泥顆;P
3.2.1 誘導(dǎo)核及二次核模型
3.2.2 絲狀菌三維框架模型
3.2.3 二價(jià)陽(yáng)離子架橋模型
3.2.4 ECPs維系形成模型
3.2.5 質(zhì)子跨膜遷移模型
3.3 微好氧顆粒污泥形成機(jī)理
3.3.1 絮狀污泥顆粒化機(jī)理
3.3.2 厭氧顆粒污泥表面改性轉(zhuǎn)化為微好氧顆粒污泥的過(guò)程
3.4 本章小結(jié)
第四章 微好氧顆粒污泥同時(shí)厭氧-好氧降解五氯酚廢水的實(shí)驗(yàn)研究
4.1 實(shí)驗(yàn)與方法
4.1.1 實(shí)驗(yàn)用水
4.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置及流程
4.1.3 分析項(xiàng)目及測(cè)試方法
4.2 連續(xù)曝氣條件下反應(yīng)器運(yùn)行狀況
4.3 動(dòng)態(tài)條件下反應(yīng)器中限制性生態(tài)因子的作用規(guī)律
4.3.1 溶解氧(DO)濃度的作用規(guī)律
4.3.2 pH的作用規(guī)律
4.3.3 ORP的作用規(guī)律
4.3.4 PCP負(fù)荷的作用規(guī)律
4.3.5 外加碳源濃度的作用規(guī)律
4.4 影響反應(yīng)器工作性能的因素
4.4.1 水力上升流速的影響
4.4.2 堿加入量的影響
4.4.3 水力學(xué)停留時(shí)間對(duì)反應(yīng)器工作性能的影響
4.5 適宜條件范圍內(nèi)反應(yīng)器運(yùn)行狀況
4.6 反應(yīng)器抗負(fù)荷沖擊的能力
4.6.1 pH沖擊
4.6.2 PCP負(fù)荷沖擊
4.7 本章小結(jié)
第五章 降解PCP微好氧顆粒污泥系統(tǒng)中群落生態(tài)學(xué)的研究
5.1 微好氧顆粒污泥系統(tǒng)中種群之間的關(guān)系
5.1.1 好氧區(qū)與厭氧區(qū)種群之間的關(guān)系
5.1.2 厭氧區(qū)種群之間的關(guān)系
5.2 產(chǎn)酸發(fā)酵頂極群落特征
5.2.1 乙醇型頂極群落
5.2.2 乙酸型頂極群落
5.2.3 丙酸型頂極群落
5.2.4 丁酸型頂極群落
5.2.5 產(chǎn)酸發(fā)酵頂極群落與SRB和MPB種群的生態(tài)位
5.3 實(shí)驗(yàn)部分
5.3.1 實(shí)驗(yàn)儀器與方法
5.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
5.4 微好氧顆粒污泥中優(yōu)勢(shì)菌種的鑒定
5.5 本章小結(jié)
第六章 五氯酚(PCP)降解機(jī)理的研究
6.1 有關(guān)氯代酚類(lèi)化合物降解機(jī)制知識(shí)的回顧
6.1.1 厭氧條件下的還原脫氯機(jī)制
6.1.2 好氧條件下的氧化脫氯
6.2 實(shí)驗(yàn)部分
6.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與方法
6.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
6.3 本章小結(jié)
第七章 微好氧顆粒污泥降解動(dòng)力學(xué)模型研究
7.1 模型的基本結(jié)構(gòu)
7.2 模型的建立
7.2.1 微好氧顆粒污泥中好氧/厭氧區(qū)之比
7.2.2 通用模型
7.3 模型的應(yīng)用
7.3.1 顆粒內(nèi)部的生化、化學(xué)反應(yīng)及基質(zhì)降解
7.3.2 主導(dǎo)方程
7.3.3 參數(shù)的確定
7.4 模型的解
7.5 結(jié)果與討論
7.5.1 模型對(duì)反應(yīng)器實(shí)際運(yùn)行的動(dòng)態(tài)模擬
7.5.2 模型對(duì)反應(yīng)器運(yùn)行效果影響因素的預(yù)測(cè)
7.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的文章
致謝
本文編號(hào):3761719
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【學(xué)位級(jí)別】:博士
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摘要
ABSTRACT
符號(hào)表
目錄
第一章 緒論
1.1 含五氯酚(PCP)廢水的來(lái)源及其危害
1.2 五氯酚廢水處理工藝的研究現(xiàn)狀
1.2.1 物化法的處理方法
1.2.2 化學(xué)法
1.2.3 生化法
1.3 好氧顆粒污泥工藝的研究進(jìn)展
1.3.1 好氧顆粒污泥的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)
1.3.2 影響好氧顆粒污泥的形成條件
1.3.3 好氧顆粒污泥的培養(yǎng)及其在廢水處理中的應(yīng)用
1.4 課題的提出
1.5 研究的目標(biāo)及內(nèi)容
1.5.1 研究目標(biāo)
1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 降解五氯酚的微好氧顆粒污泥的培養(yǎng)研究
2.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1.1 實(shí)驗(yàn)用水
2.1.2 接種污泥
2.1.3 實(shí)驗(yàn)裝置及流程
2.1.4 分析項(xiàng)目及測(cè)試方法
2.2 以解體厭氧顆粒污泥為種泥的培養(yǎng)
2.2.1 反應(yīng)器的啟動(dòng)
2.2.2 培養(yǎng)過(guò)程廢水水質(zhì)的變化
2.2.3 培養(yǎng)過(guò)程污泥常規(guī)理化指標(biāo)的變化
2.2.4 對(duì)顆粒污泥的馴化
2.3 以厭氧顆粒污泥為種泥的培養(yǎng)過(guò)程
2.3.1 反應(yīng)器的啟動(dòng)與運(yùn)行
2.3.2 廢水出水水質(zhì)的變化
2.3.3 胞外多聚物中PN/PS的變化
2.4 成熟顆粒污泥特性
2.4.1 顆粒污泥外觀以及微生物相觀察
2.4.2 成熟顆粒污泥的理化特性
2.4.3 顆粒污泥厭氧和好氧活性
2.5 本章小結(jié)
第三章 微好氧顆粒污泥形成機(jī)理的研究
3.1 促使污泥顆粒化的作用力
3.2 污泥顆;P
3.2.1 誘導(dǎo)核及二次核模型
3.2.2 絲狀菌三維框架模型
3.2.3 二價(jià)陽(yáng)離子架橋模型
3.2.4 ECPs維系形成模型
3.2.5 質(zhì)子跨膜遷移模型
3.3 微好氧顆粒污泥形成機(jī)理
3.3.1 絮狀污泥顆粒化機(jī)理
3.3.2 厭氧顆粒污泥表面改性轉(zhuǎn)化為微好氧顆粒污泥的過(guò)程
3.4 本章小結(jié)
第四章 微好氧顆粒污泥同時(shí)厭氧-好氧降解五氯酚廢水的實(shí)驗(yàn)研究
4.1 實(shí)驗(yàn)與方法
4.1.1 實(shí)驗(yàn)用水
4.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置及流程
4.1.3 分析項(xiàng)目及測(cè)試方法
4.2 連續(xù)曝氣條件下反應(yīng)器運(yùn)行狀況
4.3 動(dòng)態(tài)條件下反應(yīng)器中限制性生態(tài)因子的作用規(guī)律
4.3.1 溶解氧(DO)濃度的作用規(guī)律
4.3.2 pH的作用規(guī)律
4.3.3 ORP的作用規(guī)律
4.3.4 PCP負(fù)荷的作用規(guī)律
4.3.5 外加碳源濃度的作用規(guī)律
4.4 影響反應(yīng)器工作性能的因素
4.4.1 水力上升流速的影響
4.4.2 堿加入量的影響
4.4.3 水力學(xué)停留時(shí)間對(duì)反應(yīng)器工作性能的影響
4.5 適宜條件范圍內(nèi)反應(yīng)器運(yùn)行狀況
4.6 反應(yīng)器抗負(fù)荷沖擊的能力
4.6.1 pH沖擊
4.6.2 PCP負(fù)荷沖擊
4.7 本章小結(jié)
第五章 降解PCP微好氧顆粒污泥系統(tǒng)中群落生態(tài)學(xué)的研究
5.1 微好氧顆粒污泥系統(tǒng)中種群之間的關(guān)系
5.1.1 好氧區(qū)與厭氧區(qū)種群之間的關(guān)系
5.1.2 厭氧區(qū)種群之間的關(guān)系
5.2 產(chǎn)酸發(fā)酵頂極群落特征
5.2.1 乙醇型頂極群落
5.2.2 乙酸型頂極群落
5.2.3 丙酸型頂極群落
5.2.4 丁酸型頂極群落
5.2.5 產(chǎn)酸發(fā)酵頂極群落與SRB和MPB種群的生態(tài)位
5.3 實(shí)驗(yàn)部分
5.3.1 實(shí)驗(yàn)儀器與方法
5.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
5.4 微好氧顆粒污泥中優(yōu)勢(shì)菌種的鑒定
5.5 本章小結(jié)
第六章 五氯酚(PCP)降解機(jī)理的研究
6.1 有關(guān)氯代酚類(lèi)化合物降解機(jī)制知識(shí)的回顧
6.1.1 厭氧條件下的還原脫氯機(jī)制
6.1.2 好氧條件下的氧化脫氯
6.2 實(shí)驗(yàn)部分
6.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與方法
6.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
6.3 本章小結(jié)
第七章 微好氧顆粒污泥降解動(dòng)力學(xué)模型研究
7.1 模型的基本結(jié)構(gòu)
7.2 模型的建立
7.2.1 微好氧顆粒污泥中好氧/厭氧區(qū)之比
7.2.2 通用模型
7.3 模型的應(yīng)用
7.3.1 顆粒內(nèi)部的生化、化學(xué)反應(yīng)及基質(zhì)降解
7.3.2 主導(dǎo)方程
7.3.3 參數(shù)的確定
7.4 模型的解
7.5 結(jié)果與討論
7.5.1 模型對(duì)反應(yīng)器實(shí)際運(yùn)行的動(dòng)態(tài)模擬
7.5.2 模型對(duì)反應(yīng)器運(yùn)行效果影響因素的預(yù)測(cè)
7.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的文章
致謝
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