鸟粪石细菌矿化及其在资源和环境中的潜在应用
发布时间：2022-12-25 13:31
从污水中矿化回收和再利用鸟粪石能够缓解磷稀缺危机,消除/缓解水体氮磷富营养化,平衡资源利用与可持续发展,现已成为污水处理和环境矿物学领域的研究热点。但是,鸟粪石结晶法昂贵的试剂成本使其大规模的工业生产依旧被限制。通过细菌代谢提升培养介质的碱度,大大降低了沉淀鸟粪石的碱试剂成本。尽管如此,目前利用细菌矿化法回收鸟粪石所使用的镁源主要为昂贵的水溶性镁盐,仍存在鸟粪石回收成本高昂、应用被限制的问题。可见,需要寻求廉价镁源优化细菌矿化鸟粪石法,降低鸟粪石结晶工艺成本,经济、高效地回收污水中氮磷。污水中除氮和磷等营养元素外,还包括重金属、放射性核素、有机污染物以及致病微生物等多种水体污染物。如何经济、高效地处理这些水体污染物依旧是环境领域的重要课题。由于U（Ⅵ）对磷酸盐具有极高的亲和性且U（Ⅵ）磷酸盐矿物在广泛的环境条件下具有较低的溶解度,磷酸盐矿物在去除水体中U（Ⅵ）方面具备极大的应用潜力。作为一种磷酸盐矿物,鸟粪石可能也是一种潜在的、可用于去除放射性废水中U（Ⅵ）的材料。本论文中,我们构建细菌原位矿化体系,系统研究了廉价、环境友好型材料MgO作为微生物矿化鸟粪石镁源的可行性,旨在提供一种高效...
【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 引言
1.2 磷去除和回收的必要性
1.2.1 磷循环概述
1.2.2 水体磷污染及主要处理方法
1.2.3 磷资源的有限性及主要回收方法
1.3 鸟粪石结晶法概述
1.3.1 鸟粪石结晶法基本原理
1.3.2 鸟粪石结晶法研究现状
1.3.3 生物矿化鸟粪石法
1.4 鸟粪石与水体污染物作用研究
1.4.1 水体中常见污染物
1.4.2 鸟粪石与水体中常见污染物的相互作用
1.5 论文选题背景与研究思路
第2章 细菌矿化鸟粪石法回收氮磷: MgO为镁源
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料
2.2.2 菌株活化
2.2.3 细菌矿化实验
2.2.4 液相分析
2.2.5 固相表征
2.2.6 MgO转化效率
2.3 结果与讨论
2.3.1 MgO对Shewanella oneidensis MR-1生长和代谢的影响
2.3.2 MgO对细菌矿化鸟粪石的影响
2.3.3 鸟粪石产量及MgO转化效率
2.3.4 鸟粪石矿化机制研究
2.3.5 体系优势
2.4 本章小结
第3章 鸟粪石对水溶液中铀(Ⅵ)的去除行为及机制研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料
3.2.2 鸟粪石结晶试验
3.2.3 批量U(Ⅵ)去除实验
3.2.4 热力学理论模拟
3.2.5 分析方法
3.2.6 U(Ⅵ)去除率计算
3.3 结果与讨论
3.3.1 合成鸟粪石的表征
3.3.2 平衡模型
3.3.3 初始pH对U(Ⅵ)去除的影响
3.3.4 反应时间对U(Ⅵ)去除的影响
3.3.5 鸟粪石添加量对U(Ⅵ)去除的影响
3.3.6 U(Ⅵ)去除机制研究
3.4 本章小结
第4章 全文总结
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]鸟粪石沉淀法回收猪场沼液氮磷工艺参数优化模拟研究[J]. 李爱秀,翟中葳,丁飞飞,杜连柱,张克强. 农业环境科学学报. 2018(06)
[2]有机物对鸟粪石结晶法回收污水中磷的影响[J]. 胡德秀,张艳,骆瑜,熊江龙,李立. 中国给水排水. 2018(03)
[3]Phosphorus recovery from municipal and fertilizer wastewater:China’s potential and perspective[J]. Kuangxin Zhou,Matthias Barjenbruch,Christian Kabbe,Goulven Inial,Christian Remy. Journal of Environmental Sciences. 2017(02)
[4]鸟粪石结晶法回收猪粪废水厌氧膜出水中磷的研究[J]. 卜凡,谢丽,陆斌,曹榕,周琪. 环境工程. 2015(08)
[5]鸟粪石法回收养猪废水中氮磷时产物的组分与性质研究[J]. 沈颖,叶志隆,叶欣,陈少华. 环境科学学报. 2013(01)
[6]鸟粪石结晶法回收氨氮影响因素的研究[J]. 曾庆玲,沈春花. 环境科学与技术. 2012(01)
[7]鸟粪石结晶法预处理垃圾渗滤液中高浓度氨氮的研究[J]. 王健,王长秋,鲁安怀,凌辉,范晨子. 矿物学报. 2010(01)
本文编号：3726712
【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 引言
1.2 磷去除和回收的必要性
1.2.1 磷循环概述
1.2.2 水体磷污染及主要处理方法
1.2.3 磷资源的有限性及主要回收方法
1.3 鸟粪石结晶法概述
1.3.1 鸟粪石结晶法基本原理
1.3.2 鸟粪石结晶法研究现状
1.3.3 生物矿化鸟粪石法
1.4 鸟粪石与水体污染物作用研究
1.4.1 水体中常见污染物
1.4.2 鸟粪石与水体中常见污染物的相互作用
1.5 论文选题背景与研究思路
第2章 细菌矿化鸟粪石法回收氮磷: MgO为镁源
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料
2.2.2 菌株活化
2.2.3 细菌矿化实验
2.2.4 液相分析
2.2.5 固相表征
2.2.6 MgO转化效率
2.3 结果与讨论
2.3.1 MgO对Shewanella oneidensis MR-1生长和代谢的影响
2.3.2 MgO对细菌矿化鸟粪石的影响
2.3.3 鸟粪石产量及MgO转化效率
2.3.4 鸟粪石矿化机制研究
2.3.5 体系优势
2.4 本章小结
第3章 鸟粪石对水溶液中铀(Ⅵ)的去除行为及机制研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料
3.2.2 鸟粪石结晶试验
3.2.3 批量U(Ⅵ)去除实验
3.2.4 热力学理论模拟
3.2.5 分析方法
3.2.6 U(Ⅵ)去除率计算
3.3 结果与讨论
3.3.1 合成鸟粪石的表征
3.3.2 平衡模型
3.3.3 初始pH对U(Ⅵ)去除的影响
3.3.4 反应时间对U(Ⅵ)去除的影响
3.3.5 鸟粪石添加量对U(Ⅵ)去除的影响
3.3.6 U(Ⅵ)去除机制研究
3.4 本章小结
第4章 全文总结
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]鸟粪石沉淀法回收猪场沼液氮磷工艺参数优化模拟研究[J]. 李爱秀,翟中葳,丁飞飞,杜连柱,张克强. 农业环境科学学报. 2018(06)
[2]有机物对鸟粪石结晶法回收污水中磷的影响[J]. 胡德秀,张艳,骆瑜,熊江龙,李立. 中国给水排水. 2018(03)
[3]Phosphorus recovery from municipal and fertilizer wastewater:China’s potential and perspective[J]. Kuangxin Zhou,Matthias Barjenbruch,Christian Kabbe,Goulven Inial,Christian Remy. Journal of Environmental Sciences. 2017(02)
[4]鸟粪石结晶法回收猪粪废水厌氧膜出水中磷的研究[J]. 卜凡,谢丽,陆斌,曹榕,周琪. 环境工程. 2015(08)
[5]鸟粪石法回收养猪废水中氮磷时产物的组分与性质研究[J]. 沈颖,叶志隆,叶欣,陈少华. 环境科学学报. 2013(01)
[6]鸟粪石结晶法回收氨氮影响因素的研究[J]. 曾庆玲,沈春花. 环境科学与技术. 2012(01)
[7]鸟粪石结晶法预处理垃圾渗滤液中高浓度氨氮的研究[J]. 王健,王长秋,鲁安怀,凌辉,范晨子. 矿物学报. 2010(01)
本文编号：3726712
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