微生物电解池对低C/N废水的强化处理研究
发布时间：2021-11-06 22:45
生物脱氮的传统硝化-反硝化工艺,存在许多问题。除了需要分别在好氧、缺氧两个阶段完成硝化、反硝化之外,反硝化对碳源的依赖,对低C/N废水来说,是一个巨大挑战。在实际脱氮工艺中,往往需要外加碳源,以弥补碳源的不足。如何提高反硝化对碳源的利用率,乃至在单一厌氧反应器内实现硝化反硝化,是污水生物脱氮领域重要的科学问题。微生物电解池（MEC）是电活性微生物（如铁还原菌）参与的阳极氧化耦合阴极还原过程的装置,能够在处理污染物的同时获取能量或进行阴极合成。在微生物电化学系统中,关于阴极反硝化脱氮已经有许多报道。但是,该系统（如MEC）是否能够减少反硝化对碳源的依赖,以及是否可将氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐,进而被阴极还原或者直接参与厌氧氨氧化（Anammnox）脱氮,目前还没有报道。针对这一问题,本文以微生物阳极氧化为主线,分别以阳极对碳源的氧化,耦合阴极反硝化,试图将碳源更集中地用于反硝化；以阳极对氨氮的氧化,耦合阴极反硝化或Anammox,去除进水中的氨氮。在此基础上,分别以缩短水力停留时间,减少其它异养过程对碳源的消耗和以富集铁还原菌为目标的强化阳极氧化,进一步提高脱氮效果。主要研究结果如下：（...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１氮素的生物循环体系??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｃｙｃｌｅ??
图１．２厌氧氨氧化途径??Ｆｉｇ．?１．２?Ｐａｔｈｅｓ?ｏｆ?Ａｎａｅｒｏｂｉｃ?ａｍｍｏｎｉｕｍ?ｏｘｉｄａｔｉｏｎ??氨氧化菌的种类：Ａｎａｍｍｏｘ菌属于浮酶状菌ｍｏｘ?菌包括?Ｑ／ｍ／／麻公ＷＣ。冰？口、Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ?Ｋｕｅｎｅｎｉａ＾?Ｃａｎｄｉｄａｔｔｕｓ：?Ｓｃｃｄｉｎｄｕｃｉ、Ｃｃｍｄｉｃｈｔｕｓ?Ａｍｍｍｏｘｏｇｈｂｕｓ?５?个Ｍ，?１２?个新＾。Ａｎａ微生物，只能利用Ｃ〇２作为碳源，将Ｎ＆？氧化成ＮＣＶ来获取能－ＣｏＡ途径同化Ｃ〇２。虽然某些种类的Ａｎａｍｍｏｘ菌可共代谢丙酸不能将其作为碳源利用Ｐ２，３３ｌ。Ａｎａｍｍｏｘ菌倍增时间为１１天，适境（６．５－９），最佳生长ｐＨ为８，最佳生长温度３７打９’气其具有对氧过０．５％空气饱和度时，其活性即可被抑制ＰＳ１。??ｍｍｏｘ菌体细胞呈球形、卵形等，直径０．８－１．１?ｙｍ，细胞外无奠够分泌胞外聚合物巧ｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ?ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ?Ｓ化ｓｔａｎｃｅｓ，?ＥＰＳ），容ｎａｍｍｏｘ菌具有特殊的分室结构ＰＳ’ｗｉ：通过细胞质膜、细胞质内将Ａｎａｍｍｏｘ细胞分为外室细胞质、核糖细胞质和厌氧氨氧化体。３
图１．４ＭＥＣ工作原理??Ｆｉｇ．?１．４?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ＭＥＣ??极表面上发生的还原反应电势，与在阳极表面发生的氧化反应电输入电能，使阴阳两极表面的反应同时发生。通过施加外加电能，＂，能够氧化某些电子介体或者细胞膜上的细胞色素Ｃ，从而使作为电子受体而进行呼吸。与此类似，在外加电源的作用下，阴－８－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]湖泊富营养化防治对策研究[J]. 董文龙,闵水发,杨杰峰,姚敏敏. 环境科学与管理. 2014(11)
[2]Enhanced anaerobic fermentation with azo dye as electron acceptor: Simultaneous acceleration of organics decomposition and azo decolorization[J]. Yang Li,Yaobin Zhang,Xie Quan,Jingxin Zhang,Shuo Chen,Shahzad Afzal. Journal of Environmental Sciences. 2014(10)
[3]水体富营养化及其防治[J]. 任瑞丽,乔龙. 韶关学院学报. 2014(04)
[4]地下环境中铁氧化物生物异化还原耦合降解硝基苯的影响因素研究[J]. 马小兰,丁琳洁,董军,孙杨,何正坤,许超. 生态环境学报. 2012(06)
[5]A+A2/O工艺脱氮除磷参数调控及运行效果分析[J]. 赵蓉,周少奇,伍志研. 水处理技术. 2012(04)
[6]厌氧氨氧化菌的中心代谢研究进展[J]. 陆慧锋,丁爽,郑平. 微生物学报. 2011(08)
[7]A2/O—曝气生物滤池深度生物脱氮除磷工艺分析[J]. 陈永志,彭永臻,王建华,孙洪伟,霍明昕,杨武. 中国给水排水. 2011(10)
[8]缓冲液对微生物燃料电池产电性能影响研究[J]. 强琳,袁林江,丁擎. 环境科学. 2011(05)
[9]水解/AMBBR/好氧工艺对低碳源污水的脱氮研究[J]. 黄祥荣,龙腾锐,曹艳晓,张婷婷. 中国给水排水. 2009(19)
[10]微生物燃料电池中产电微生物的研究进展[J]. 李颖,孙永明,孔晓英,李连华,袁振宏,杨秀山. 微生物学通报. 2009(09)
博士论文
[1]改性粘土矿物去除硝酸根离子的试验研究[D]. 苏凯.西南交通大学 2013
[2]碳源对水稻土中铁还原特征和铁还原菌多样性的影响[D]. 易维洁.西北农林科技大学 2011
[3]电/磁场强化厌氧氨氧化及多菌群协同自养生物脱氮[D]. 刘思彤.大连理工大学 2009
[4]微生物燃料电池处理有机废水过程中的产电特性研究[D]. 尤世界.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]以亚硝酸盐为电子受体的反硝化除磷系统机理研究[D]. 刘侃.广西大学 2013
[2]基于低C/N比条件下的污水深度脱氮技术研究[D]. 申彦冰.北京交通大学 2013
[3]海洋沉积物中异化Fe（Ⅲ）还原特征及铁还原菌的分离鉴定[D]. 赵佳佳.西北农林科技大学 2010
[4]零价铁强化2，4-二氯酚还原脱氯的效应及机理研究[D]. 程婷.湘潭大学 2008
本文编号：3480665
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１氮素的生物循环体系??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ｃｙｃｌｅ??
图１．２厌氧氨氧化途径??Ｆｉｇ．?１．２?Ｐａｔｈｅｓ?ｏｆ?Ａｎａｅｒｏｂｉｃ?ａｍｍｏｎｉｕｍ?ｏｘｉｄａｔｉｏｎ??氨氧化菌的种类：Ａｎａｍｍｏｘ菌属于浮酶状菌ｍｏｘ?菌包括?Ｑ／ｍ／／麻公ＷＣ。冰？口、Ｃａｎｄｉｄａｔｕｓ?Ｋｕｅｎｅｎｉａ＾?Ｃａｎｄｉｄａｔｔｕｓ：?Ｓｃｃｄｉｎｄｕｃｉ、Ｃｃｍｄｉｃｈｔｕｓ?Ａｍｍｍｏｘｏｇｈｂｕｓ?５?个Ｍ，?１２?个新＾。Ａｎａ微生物，只能利用Ｃ〇２作为碳源，将Ｎ＆？氧化成ＮＣＶ来获取能－ＣｏＡ途径同化Ｃ〇２。虽然某些种类的Ａｎａｍｍｏｘ菌可共代谢丙酸不能将其作为碳源利用Ｐ２，３３ｌ。Ａｎａｍｍｏｘ菌倍增时间为１１天，适境（６．５－９），最佳生长ｐＨ为８，最佳生长温度３７打９’气其具有对氧过０．５％空气饱和度时，其活性即可被抑制ＰＳ１。??ｍｍｏｘ菌体细胞呈球形、卵形等，直径０．８－１．１?ｙｍ，细胞外无奠够分泌胞外聚合物巧ｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ?ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ?Ｓ化ｓｔａｎｃｅｓ，?ＥＰＳ），容ｎａｍｍｏｘ菌具有特殊的分室结构ＰＳ’ｗｉ：通过细胞质膜、细胞质内将Ａｎａｍｍｏｘ细胞分为外室细胞质、核糖细胞质和厌氧氨氧化体。３
图１．４ＭＥＣ工作原理??Ｆｉｇ．?１．４?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ＭＥＣ??极表面上发生的还原反应电势，与在阳极表面发生的氧化反应电输入电能，使阴阳两极表面的反应同时发生。通过施加外加电能，＂，能够氧化某些电子介体或者细胞膜上的细胞色素Ｃ，从而使作为电子受体而进行呼吸。与此类似，在外加电源的作用下，阴－８－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]湖泊富营养化防治对策研究[J]. 董文龙,闵水发,杨杰峰,姚敏敏. 环境科学与管理. 2014(11)
[2]Enhanced anaerobic fermentation with azo dye as electron acceptor: Simultaneous acceleration of organics decomposition and azo decolorization[J]. Yang Li,Yaobin Zhang,Xie Quan,Jingxin Zhang,Shuo Chen,Shahzad Afzal. Journal of Environmental Sciences. 2014(10)
[3]水体富营养化及其防治[J]. 任瑞丽,乔龙. 韶关学院学报. 2014(04)
[4]地下环境中铁氧化物生物异化还原耦合降解硝基苯的影响因素研究[J]. 马小兰,丁琳洁,董军,孙杨,何正坤,许超. 生态环境学报. 2012(06)
[5]A+A2/O工艺脱氮除磷参数调控及运行效果分析[J]. 赵蓉,周少奇,伍志研. 水处理技术. 2012(04)
[6]厌氧氨氧化菌的中心代谢研究进展[J]. 陆慧锋,丁爽,郑平. 微生物学报. 2011(08)
[7]A2/O—曝气生物滤池深度生物脱氮除磷工艺分析[J]. 陈永志,彭永臻,王建华,孙洪伟,霍明昕,杨武. 中国给水排水. 2011(10)
[8]缓冲液对微生物燃料电池产电性能影响研究[J]. 强琳,袁林江,丁擎. 环境科学. 2011(05)
[9]水解/AMBBR/好氧工艺对低碳源污水的脱氮研究[J]. 黄祥荣,龙腾锐,曹艳晓,张婷婷. 中国给水排水. 2009(19)
[10]微生物燃料电池中产电微生物的研究进展[J]. 李颖,孙永明,孔晓英,李连华,袁振宏,杨秀山. 微生物学通报. 2009(09)
博士论文
[1]改性粘土矿物去除硝酸根离子的试验研究[D]. 苏凯.西南交通大学 2013
[2]碳源对水稻土中铁还原特征和铁还原菌多样性的影响[D]. 易维洁.西北农林科技大学 2011
[3]电/磁场强化厌氧氨氧化及多菌群协同自养生物脱氮[D]. 刘思彤.大连理工大学 2009
[4]微生物燃料电池处理有机废水过程中的产电特性研究[D]. 尤世界.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]以亚硝酸盐为电子受体的反硝化除磷系统机理研究[D]. 刘侃.广西大学 2013
[2]基于低C/N比条件下的污水深度脱氮技术研究[D]. 申彦冰.北京交通大学 2013
[3]海洋沉积物中异化Fe（Ⅲ）还原特征及铁还原菌的分离鉴定[D]. 赵佳佳.西北农林科技大学 2010
[4]零价铁强化2，4-二氯酚还原脱氯的效应及机理研究[D]. 程婷.湘潭大学 2008
本文编号：3480665
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