纳米ZnO对反硝化同时甲烷化体系的影响及数学模拟
发布时间：2020-12-31 07:45
纳米ZnO作为一种重要的工程纳米材料,广泛应用于医疗、光电学、橡胶、陶瓷、化妆品、纺织品、食品卫生、水体修复、农业畜牧业等行业。但纳米ZnO在这些行业中的生产、运输、使用及处理处置过程中,不可避免地进入城市污水管网系统,必然对生物处理系统产生潜在威胁。反硝化同时甲烷化（SDM）体系能充分利用废水有机碳源,实现生物脱氮的同时回收能源（CH4）,优化废水处理工艺,降低处理成本,对废水处理的意义重大。本文主要以SDM体系为研究对象,研究不同浓度的纳米ZnO在该体系中短期和长期暴露的影响作用及其迁移转化过程,完善纳米ZnO的毒性数据。基于颗粒碰撞理论和ADMl模型,构建纳米ZnO离子释放模型、ADM1和SDM耦合的扩展模型,模拟纳米ZnO的溶解和吸附过程,以及对各功能微生物抑制过程。具体研究结果如下:纳米ZnO离子释放模型合理地模拟如下过程:①纳米ZnO的溶解释放可溶性Zn2+;②悬浮纳米ZnO和可溶性Zn2+被颗粒污泥所吸附;③纳米ZnO和Zn2+对颗粒污泥的抑制作用。相应的动力学参数成功估计。对于纳米ZnO的浓度50、100、200、400mg/L,得到相应的ka、a、η的估计值。ka的估...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 纳米ZnO的性质与应用
1.1.2 纳米ZnO的环境归趋
1.1.3 纳米ZnO的环境风险
1.2 反硝化同时产甲烷（SDM）工艺
1.3 纳米ZnO对污水处理系统影响研究
1.3.1 纳米ZnO对污水中碳去除的影响
1.3.2 纳米ZnO对污水中氮去除的影响
1.3.3 纳米ZnO对产甲烷的影响
1.4 研究目的、意义和内容
1.4.1 研究目的及意义
1.4.2 研究内容
1.4.3 技术路线
第二章 纳米ZnO对单一厌氧体系抑制作用的数学模拟
2.1 实验材料与方法
2.1.1 纳米ZnO悬浮液的制备
2.1.2 实验污泥
2.1.3 间歇实验
2.1.4 扫描电镜样品处理
2.1.5 分析方法
2.2 纳米ZnO离子释放模型
2.3 纳米ZnO对甲烷化颗粒污泥影响的数学模拟
2.4 结果和讨论
2.4.1 纳米ZnO的表征
2.4.2 纳米ZnO离子释放模型的模拟
2.4.3 ADM1相关模型的灵敏度分析
2.4.4 ADM1相关模型的模拟
2.4.5 厌氧颗粒污泥的电镜分析
2.5 本章小结
第三章 纳米ZnO对SDM体系抑制作用的数学模拟
3.1 材料与方法
3.1.1 实验方法
3.1.2 分析方法
3.1.3 SDM扩展模型
3.2 结果和讨论
3.2.1 参数估计
3
--N、NO2
--N及N2累积产量的模拟"> 3.2.2 NO3
--N、NO2
--N及N2累积产量的模拟
3.2.3 纳米ZnO对SDM体系的数学模拟
3.3 本章小结
第四章 纳米ZnO对SDM体系的长期影响
4.1 材料与方法
4.1.1 实验方法
4.1.2 分析方法
4.2 结果和讨论
4.2.1 纳米ZnO对UASB反应器运行的影响机制
4.2.2 纳米ZnO在UASB反应器中的迁移过程
4.2.3 LB-EPS和TB-EPS的化学组成
4.2.4 FTIR光谱分析
4.2.5 三维荧光分析
4.3 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
附录: 攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZnO-NPs对反硝化同时甲烷化体系抑制作用的数学模拟[J]. 陈云,石先阳. 环境化学. 2016(12)
[2]乙酸钠为电子供体时反硝化耦合甲烷化过程的数学模拟[J]. 张伟政,陈永春,柳炳俊,李真真,陶先超,石先阳. 环境工程. 2015(04)
[3]ZnO纳米颗粒对SBR活性污泥活性的影响[J]. 王树涛,李素萍,王未青,王志申,尤宏. 中国环境科学. 2014(10)
[4]ZnO纳米颗粒对活性污泥脱氮效果及硝化细菌丰度的影响[J]. 闫建文,徐传召. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2014(08)
[5]污水生物处理系统中纳米颗粒污染物的影响[J]. 陈良辉,刘美婷,余冉. 东南大学学报(自然科学版). 2014(03)
[6]工程纳米材料对污水生物处理影响的研究进展[J]. 魏媛媛,郑雄,陈银广. 微生物学通报. 2014(05)
[7]纳米晶结构特征及其材料性能研究进展[J]. 张瑞鹏. 成功(教育). 2012(02)
[8]城市污水厂活性污泥胞外聚合物的三维荧光特性分析[J]. 姚萌,罗红元,谢小青,戴兰华,吴伟,张凯松. 中国环境科学. 2012(01)
[9]中国城市污泥重金属和养分的区域特性及变化[J]. 马学文,翁焕新,章金骏. 中国环境科学. 2011(08)
[10]应用高固体浓度厌氧消化工艺转化污泥产沼气研究[J]. 刘晓玲,李十中,刘建双,李天成,王莉. 环境科学学报. 2011(05)
本文编号：2949253
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 纳米ZnO的性质与应用
1.1.2 纳米ZnO的环境归趋
1.1.3 纳米ZnO的环境风险
1.2 反硝化同时产甲烷（SDM）工艺
1.3 纳米ZnO对污水处理系统影响研究
1.3.1 纳米ZnO对污水中碳去除的影响
1.3.2 纳米ZnO对污水中氮去除的影响
1.3.3 纳米ZnO对产甲烷的影响
1.4 研究目的、意义和内容
1.4.1 研究目的及意义
1.4.2 研究内容
1.4.3 技术路线
第二章 纳米ZnO对单一厌氧体系抑制作用的数学模拟
2.1 实验材料与方法
2.1.1 纳米ZnO悬浮液的制备
2.1.2 实验污泥
2.1.3 间歇实验
2.1.4 扫描电镜样品处理
2.1.5 分析方法
2.2 纳米ZnO离子释放模型
2.3 纳米ZnO对甲烷化颗粒污泥影响的数学模拟
2.4 结果和讨论
2.4.1 纳米ZnO的表征
2.4.2 纳米ZnO离子释放模型的模拟
2.4.3 ADM1相关模型的灵敏度分析
2.4.4 ADM1相关模型的模拟
2.4.5 厌氧颗粒污泥的电镜分析
2.5 本章小结
第三章 纳米ZnO对SDM体系抑制作用的数学模拟
3.1 材料与方法
3.1.1 实验方法
3.1.2 分析方法
3.1.3 SDM扩展模型
3.2 结果和讨论
3.2.1 参数估计
3
--N、NO2
--N及N2累积产量的模拟"> 3.2.2 NO3
--N、NO2
--N及N2累积产量的模拟
3.2.3 纳米ZnO对SDM体系的数学模拟
3.3 本章小结
第四章 纳米ZnO对SDM体系的长期影响
4.1 材料与方法
4.1.1 实验方法
4.1.2 分析方法
4.2 结果和讨论
4.2.1 纳米ZnO对UASB反应器运行的影响机制
4.2.2 纳米ZnO在UASB反应器中的迁移过程
4.2.3 LB-EPS和TB-EPS的化学组成
4.2.4 FTIR光谱分析
4.2.5 三维荧光分析
4.3 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
附录: 攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZnO-NPs对反硝化同时甲烷化体系抑制作用的数学模拟[J]. 陈云,石先阳. 环境化学. 2016(12)
[2]乙酸钠为电子供体时反硝化耦合甲烷化过程的数学模拟[J]. 张伟政,陈永春,柳炳俊,李真真,陶先超,石先阳. 环境工程. 2015(04)
[3]ZnO纳米颗粒对SBR活性污泥活性的影响[J]. 王树涛,李素萍,王未青,王志申,尤宏. 中国环境科学. 2014(10)
[4]ZnO纳米颗粒对活性污泥脱氮效果及硝化细菌丰度的影响[J]. 闫建文,徐传召. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2014(08)
[5]污水生物处理系统中纳米颗粒污染物的影响[J]. 陈良辉,刘美婷,余冉. 东南大学学报(自然科学版). 2014(03)
[6]工程纳米材料对污水生物处理影响的研究进展[J]. 魏媛媛,郑雄,陈银广. 微生物学通报. 2014(05)
[7]纳米晶结构特征及其材料性能研究进展[J]. 张瑞鹏. 成功(教育). 2012(02)
[8]城市污水厂活性污泥胞外聚合物的三维荧光特性分析[J]. 姚萌,罗红元,谢小青,戴兰华,吴伟,张凯松. 中国环境科学. 2012(01)
[9]中国城市污泥重金属和养分的区域特性及变化[J]. 马学文,翁焕新,章金骏. 中国环境科学. 2011(08)
[10]应用高固体浓度厌氧消化工艺转化污泥产沼气研究[J]. 刘晓玲,李十中,刘建双,李天成,王莉. 环境科学学报. 2011(05)
本文编号：2949253
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