依赖硝酸盐型铁氧化菌与天然菱铁矿协同作用脱氮除磷研究

发布时间：2017-06-15 04:13

  本文关键词：依赖硝酸盐型铁氧化菌与天然菱铁矿协同作用脱氮除磷研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：依赖硝酸盐型铁氧化菌是近20年来的研究热点,因其具有还原硝酸盐同时氧化亚铁的能力所以受到广泛的关注和研究。在厌氧环境中,依赖硝酸盐型铁氧化菌能够以亚铁为电子供体,硝酸盐氮作为电子受体,同步氧化亚铁和还原硝酸盐氮。对于环境中硝酸盐的去除具有重要的研究意义和应用价值。本研究尝试利用菱铁矿和依赖硝酸盐型铁氧化菌PXL1的协同作用实现废水同步脱氮除磷,通过静态实验与连续流动态柱长期运行,考察了HRT等对依赖硝酸盐型铁氧化菌PXL1脱氮除磷的影响,并对天然菱铁矿的氧化情况进行了分析,得到了如下结论：(1)PXL1菌可与反硝化细菌共同负载在菱铁矿表面,通过反硝化作用去除溶液中的NO_3~--N,同时PXL1缓慢氧化菱铁矿中亚铁,产生具有PO_4~(3-)。P吸附能力的三价铁氧化物,从而实现同步脱氮除磷。(2)动态实验柱中NO_3~--N的去除由反硝化作用主导,所以溶液中有机物的多少对于NO_3~--N的去除有较大影响,TOC浓度的降低会导致NO_3~--N去除效果的下降。(3)PXL1为兼性营养型细菌,有机物浓度较低时可以进行化能自养,因此溶液中TOC的变化对PXL1的生长影响不大,所以对动态柱去除PO_4~(3-)-P的效果影响不大。(4)PXL1与反硝化细菌共同负载于菱铁矿上,通过二者的耦合作用可以实现同步脱氮除磷,进水NO_3~--N浓度149.1mg/L, PO_4~(3-)-P浓度1mg/L, HRT=10h时二者的去除率分别为67.4%和82.7%,HRT=5h时二者的去除率为60.8%、80.4%。(5)PXL1可通过氧化菱铁矿中的亚铁生成的三价铁氧化物吸附作用去除溶液中的磷酸盐。
【关键词】：依赖硝酸盐型铁氧化菌 天然菱铁矿 脱氮除磷 微生物群落分析
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;X172;P579
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 绪论14-21
• 1.1 依赖硝酸盐型铁氧化菌的研究进展14-16
• 1.1.1 依赖硝酸盐型铁氧化菌的研究现状14
• 1.1.2 依赖硝酸盐型铁氧化菌的环境学特性14-15
• 1.1.3 依赖硝酸盐型铁氧化菌与矿物交互作用研究现状15-16
• 1.2 菱铁矿形成过程和应用16-17
• 1.2.1 菱铁矿形成过程及来源16
• 1.2.2 菱铁矿的环境属性及应用16-17
• 1.3 同步脱氮除磷的研究进展17-18
• 1.4 研究背景、目的和意义18-21
• 1.4.1 研究背景18-19
• 1.4.2 研究的目的和意义19-21
• 第二章 依赖硝酸盐型铁氧化菌的培养与生物学特性21-30
• 2.1 实验材料、设备及仪器21-23
• 2.1.1 实验材料21
• 2.1.2 实验设计21
• 2.1.3 实验设备及仪器21-23
• 2.2 测试项目及实验方法23
• 2.3 结果与讨论23-28
• 2.3.1 初始pH对PXL1菌生长的影响23-25
• 2.3.2 温度对PXL1菌生长的影响25-26
• 2.3.3 亚铁和硝酸盐的变化26-28
• 2.4 本章小结28-30
• 第三章 依赖硝酸盐型铁氧化菌与菱铁矿协同作用脱氮除磷研究30-60
• 3.1 实验材料、设备及仪器30-34
• 3.1.1 实验材料30-31
• 3.1.2 实验设备及仪器31-34
• 3.2 测试项目及实验方法34-35
• 3.2.1 菱铁矿中Fe~(2+)含量的测定34
• 3.2.2 菱铁矿中总铁含量的测定34
• 3.2.3 SEM样品制备34
• 3.2.4 溶液中磷含量测定34-35
• 3.2.5 菱铁矿中酸不溶固体含量的测定35
• 3.3 结果与讨论35-59
• 3.3.1 反应器的启动挂膜35-39
• 3.3.2 进水TOC的影响39-42
• 3.3.3 HRT的影响42-46
• 3.3.4 矿物学形貌特征46-55
• 3.3.5 动态柱中的微生物群落分析55-59
• 3.4 本章小结59-60
• 第四章 结论与展望60-62
• 4.1 结论60
• 4.2 展望60-62
• 参考文献62-68
• 攻读学位期间发表的学术论文及其他成果68

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