红外光强化不产氧光合细菌污染物转化探究
发布时间：2022-08-08 12:00
减少温室气体排放以及回收有价值资源已成为全球污水和固废处理行业未来的主要发展方向。环境生物技术和可再生能源领域的发展,为环保产业提供了许多新的机遇和可能性。不产氧光合细菌（Anoxygenic Photosynthetic Bacteria,简称APB）以光为能源,快速利用污染环境中的有机物、氮磷等营养物,同时产生优质的单细胞蛋白,使APB处理技术成为有前景的污水或固废处理及资源化技术。本研究探索了单频近红外强化APB处理食品废水和聚乳酸（Poly（Lactic）Acid,简称PLA）纺织品的可行性,以期为APB在废水或固废中的应用提供借鉴。首先,采用单频近红外发光二极管作为光源,通过响应面方法分析了光照因子（光质、光密度、光周期）对食品废水处理效果的影响。研究结果表明,在三个关键因子中光质是主要的影响因子,采用850 nm照射的实验体系具有最高的氨氮和COD去除率,同时该体系获得了最高的生物量和细菌叶绿素a产量。能耗分析表明,应用适宜的单频近红外发光比传统的连续光源节省大约80%的能耗。探索了连续光照下光合微生物燃料电池（Photosynthetic-Microbial Fuel C...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 APB概述
1.1.1 APB生理代谢特点
1.1.2 APB中的光合组件和电子转换
1.2 APB在废水处理中的作用
1.2.1 APB在国内外废水处理中的应用
1.2.2 APB废水处理的影响因素
1.2.3 光照对APB废水处理的强化作用
1.2.4 APB废水处理的挑战
1.3 PLA生物降解研究进展
1.3.1 PLA降解的生物化学过程
1.3.2 PLA的非光合微生物降解
1.3.3 APB对PLA的生物降解
1.3.4 PLA降解的未来挑战
1.4 接种APB的Photo-MFC研究进展
1.4.1 Photo-MFC的当前理解
1.4.2 APB在Photo-MFC中的应用
1.4.3 APB主导的Photo-MFC未来挑战
1.5 研究内容及技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 技术路线
第2章 单频近红外强化APB对废水的处理
2.1 材料与方法
2.1.1 材料
2.1.2 水质、生物量和细菌叶绿素a产量的分析
2.1.3 响应面实验设计及能耗成本评估
2.2 结果与讨论
2.2.1 响应面二次模型的方差分析
2.2.2 氨氮和COD去除的摄动图和响应面分析
2.2.3 光质对营养物去除的影响
2.2.4 光质对生物量和Bch1a产量的影响
2.2.5 单频近红外对完整活细胞吸收光谱的影响
2.2.6 能耗成本分析
2.3 本章小结
第3章 连续光作用下PLA在Photo-MFC中的生物降解
3.1 材料与方法
3.1.1 材料
3.1.2 Photo-MFC构建及运行
3.1.3 PLA纺织品质量损失和形态学分析
3.1.4 水质、电化学及微生物群落分析
3.2 结果与讨论
3.2.1 APB纯菌和混菌对PLA降解的对比
3.2.2 PLA降解过程中的生物产电
3.2.3 PLA纺织品在Photo-MFC中的生物降解
3.2.4 PLA降解前后的SEM分析
3.2.5 PLA降解前后的FT-IR分析
3.2.6 阳极室微生物群落结构分析
3.3 本章小结
第4章 单频近红外作用下PLA在Photo-MFC中的厌氧降解
4.1 材料与方法
4.1.1 材料
4.1.2 设备构建和监测
4.1.3 分析方法
4.2 结果与讨论
4.2.1 单频近红外和连续光作用下PLA的生物降解
4.2.2 单频红外作用下Photo-MFC的产电性能
4.2.3 单频红外作用下PLA纺织品生物降解前后的形态变化
4.2.4 单频红外作用下PLA纺织品生物降解前后的红外光谱
4.2.5 Photo-MFC中悬浮生物质和底泥色素吸收图谱
4.3 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市污水再生与循环利用的关键基础科学问题[J]. 曲久辉,赵进才,任南琪,张学洪,胡洪营,俞汉青,刘会娟,王志伟,吴光学,吴乾元,穆杨,盛国平,李大鹏. 中国基础科学. 2017(01)
[2]筛选高效光合细菌菌株处理猪场污水试验[J]. 涂玉佩,陈玉凤,韩贤菁,陈权军,詹福建,巫光宏. 环境工程. 2016(S1)
[3]光合细菌（PSB）处理明胶废水中填料挂膜性能研究[J]. 孔秀琴,任瑞芳,石小锋,赵峰. 环境工程学报. 2010(12)
[4]光合细菌处理高含盐有机废水研究[J]. 孔秀琴,赵峰,石小锋,任瑞芳,邢新会. 水处理技术. 2010(09)
博士论文
[1]利用光合细菌Z08处理大豆蛋白废水效能研究[D]. 吴盼.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3671469
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 APB概述
1.1.1 APB生理代谢特点
1.1.2 APB中的光合组件和电子转换
1.2 APB在废水处理中的作用
1.2.1 APB在国内外废水处理中的应用
1.2.2 APB废水处理的影响因素
1.2.3 光照对APB废水处理的强化作用
1.2.4 APB废水处理的挑战
1.3 PLA生物降解研究进展
1.3.1 PLA降解的生物化学过程
1.3.2 PLA的非光合微生物降解
1.3.3 APB对PLA的生物降解
1.3.4 PLA降解的未来挑战
1.4 接种APB的Photo-MFC研究进展
1.4.1 Photo-MFC的当前理解
1.4.2 APB在Photo-MFC中的应用
1.4.3 APB主导的Photo-MFC未来挑战
1.5 研究内容及技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 技术路线
第2章 单频近红外强化APB对废水的处理
2.1 材料与方法
2.1.1 材料
2.1.2 水质、生物量和细菌叶绿素a产量的分析
2.1.3 响应面实验设计及能耗成本评估
2.2 结果与讨论
2.2.1 响应面二次模型的方差分析
2.2.2 氨氮和COD去除的摄动图和响应面分析
2.2.3 光质对营养物去除的影响
2.2.4 光质对生物量和Bch1a产量的影响
2.2.5 单频近红外对完整活细胞吸收光谱的影响
2.2.6 能耗成本分析
2.3 本章小结
第3章 连续光作用下PLA在Photo-MFC中的生物降解
3.1 材料与方法
3.1.1 材料
3.1.2 Photo-MFC构建及运行
3.1.3 PLA纺织品质量损失和形态学分析
3.1.4 水质、电化学及微生物群落分析
3.2 结果与讨论
3.2.1 APB纯菌和混菌对PLA降解的对比
3.2.2 PLA降解过程中的生物产电
3.2.3 PLA纺织品在Photo-MFC中的生物降解
3.2.4 PLA降解前后的SEM分析
3.2.5 PLA降解前后的FT-IR分析
3.2.6 阳极室微生物群落结构分析
3.3 本章小结
第4章 单频近红外作用下PLA在Photo-MFC中的厌氧降解
4.1 材料与方法
4.1.1 材料
4.1.2 设备构建和监测
4.1.3 分析方法
4.2 结果与讨论
4.2.1 单频近红外和连续光作用下PLA的生物降解
4.2.2 单频红外作用下Photo-MFC的产电性能
4.2.3 单频红外作用下PLA纺织品生物降解前后的形态变化
4.2.4 单频红外作用下PLA纺织品生物降解前后的红外光谱
4.2.5 Photo-MFC中悬浮生物质和底泥色素吸收图谱
4.3 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市污水再生与循环利用的关键基础科学问题[J]. 曲久辉,赵进才,任南琪,张学洪,胡洪营,俞汉青,刘会娟,王志伟,吴光学,吴乾元,穆杨,盛国平,李大鹏. 中国基础科学. 2017(01)
[2]筛选高效光合细菌菌株处理猪场污水试验[J]. 涂玉佩,陈玉凤,韩贤菁,陈权军,詹福建,巫光宏. 环境工程. 2016(S1)
[3]光合细菌（PSB）处理明胶废水中填料挂膜性能研究[J]. 孔秀琴,任瑞芳,石小锋,赵峰. 环境工程学报. 2010(12)
[4]光合细菌处理高含盐有机废水研究[J]. 孔秀琴,赵峰,石小锋,任瑞芳,邢新会. 水处理技术. 2010(09)
博士论文
[1]利用光合细菌Z08处理大豆蛋白废水效能研究[D]. 吴盼.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3671469
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3671469.html
