不同培养条件对嗜酸性铁氧化生物膜活性的影响研究

发布时间：2020-11-22 10:37

　　 嗜酸性铁氧化菌由于其特殊的代谢方式,在生物冶金、废旧电器有价金属回收、城市污泥重金属与受污染土壤核素去除等领域应用效果显著,但同时也存在着菌体活性、菌密度不佳、有机物影响及易产生沉淀导致的堵塞等问题。而生物膜法具有传质效果好、处理效果佳、运行管理方便、工艺流程稳定及受外界环境影响小等优点,所以对嗜酸性铁氧化菌生物膜的研究具有重要的应用价值。本论文主要研究内容包括两部分:(1)相同规格载体在9K培养环节下的挂膜,及不同挂膜阶段生物膜的转数条件、海绵梯度、尾液浓度等环境影响条件下的批次试验;(2)不同规格载体在尾液培养环境下的挂膜,及不同规格挂膜载体上的生物膜进行的pH、乙酸、甲醇、葡萄糖条件试验。9K培养环境挂膜试验结果如下:(1)挂膜时间越久,生物膜能够承受更高转数的供氧方式;(2)挂膜时间越久,生物膜成膜过程中产生的代谢产物对载体内部的传质通道具有阻碍作用,使其氧化速度变慢;;(3)挂膜时间越久,生物膜的保护作用使20%、30%尾液浓度下氧化周期的适应期明显缩短。尾液培养环境挂膜试验结果如下:(1)pH条件下的实验表明:随着pH的降低,Eh表现为先上升后下降的趋势;在下降的过程中Z1(内部充填载体体积最小)氧化柱首先出现下降趋势,同时表明嗜酸性铁氧化菌的最低耐酸极限可达pH0.25。(2)乙酸条件下的试验结果表明:由于乙酸特殊抑制作用方式的“累积效应”,Z2(内部充填载体体积中等)氧化柱首先出现Eh下降现象;同时表明7mmol/L是嗜酸性铁氧化菌的抑制浓度。(3)甲醇条件下的试验结果表明:Z2氧化柱首先出现Eh下降现象(原因同前),同时由于添加甲醇导致尾液体系产生的大量沉淀将对生物膜传质、复壮期间的Eh值的稳定性及氧化柱的运行产生不利影响;(4)葡萄糖条件下的试验结果表明:在开放的培养系统中,10mmol/L葡萄糖浓度条件下,以葡萄糖为能源的异养微生物大量繁殖,对嗜酸性铁氧化菌形成明显的竞争优势,同时由于异养微生物的生物膜不易分解及挂膜部位的不均匀性,将导致部分氧化柱中的生物膜的活性无法恢复。
【学位单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X70;X172
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 嗜酸性铁氧化菌及其应用
        1.1.1 嗜酸性铁氧化菌
        1.1.2 嗜酸性铁氧化菌在浸矿工艺中的应用
        1.1.3 嗜酸性铁氧化菌在电子废弃物中有价金属回收的应用
        1.1.4 嗜酸性铁氧化菌在环境修复中的应用
    1.2 生物膜法
        1.2.1 曝气生物滤池
        1.2.2 生物转盘
        1.2.3 流化床生物膜反应器
    1.3 嗜酸性铁氧化菌生物膜
        1.3.1 常用嗜酸性铁氧化菌载体材料性能及优缺点
        1.3.2 嗜酸性铁氧化生物膜反应器
        1.3.3 嗜酸性铁氧化菌生物膜结构
        1.3.4 嗜酸性铁氧化菌生物膜特性影响因素
    1.4 本研究的目的、内容及意义
        1.4.1 目的意义
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 技术路线
2 材料与方法
    2.1 挂膜菌种与材料
    2.2 试验仪器、试剂
    2.3 试验装置
    2.4 分析方法
    2.5 实验方案
3 9K培养环境下嗜酸性铁氧化生物膜的批次培养
    3.1 挂膜培养
        3.1.1 实验步骤
        3.1.2 结果与分析
    3.2 转数梯度对批次培养生物膜活性的影响
        3.2.1 实验步骤
        3.2.2 结果与分析
    3.3 载体数量梯度对批次培养生物膜活性的影响
        3.3.1 实验步骤
        3.3.2 结果与分析
    3.4 尾液浓度梯度对批次培养生物膜活性的影响
        3.4.1 实验步骤
        3.4.2 结果与分析
    3.5 本章小结
4 尾液培养环境下嗜酸性铁氧化生物膜的连续培养
    4.1 挂膜过程
        4.1.1 实验步骤
        4.1.2 结果与分析
    4.2 pH对连续培养生物膜反应器的影响
        4.2.1 实验步骤
        4.2.2 结果与分析
    4.3 乙酸对连续培养生物膜反应器的影响
        4.3.1 实验步骤
        4.3.2 结果与分析
    4.4 甲醇对连续培养生物膜反应器的影响
        4.4.1 实验步骤
        4.4.2 结果与分析
    4.5 葡萄糖对连续培养生物膜反应器的影响
        4.5.1 实验步骤
        4.5.2 结果与分析
    4.6 本章小结
5 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
致谢
参考文献

【参考文献】

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本文编号：2894567