基于共代谢作用微曝气SBR处理难降解有机废水研究

发布时间：2022-02-20 04:27

　　随着工农业的迅速发展，人们合成并应用了越来越多的有机物，其中难降解有机物占了很大比例。难降解有机废水污染物毒性大、成份复杂、化学耗氧量高，一般生物处理工艺对其几乎没有降解效果，如果这些物质不加治理即向环境排放，势必严重污染环境和威胁人类的身体健康，是目前水污染防治研究的热点与难点。五氯酚（Pentachlorophenol，PCP）废水是一种具有代表性的难降解有机废水。尽管当前国内外对含PCP废水处理方法的研究取得了一定进展，但是这些方法普遍存在能耗高、难以控制以及易造成二次污染等方面的问题。本研究针对PCP废水处理技术的研究现状，基于微生物共代谢作用优选适于处理含难降解有机废水的低能耗、低运行费用、低污泥产率的处理工艺，即采用微曝气的SBR工艺（序批式活性污泥法，Sequencing Batch Reactor, SBR）。通过试验，系统地研究了基于共代谢作用微曝气SBR工艺处理水中PCP的处理效能、污泥活性及影响因素，优化了稳定运行的最佳工况，对驯化前后微好氧颗粒污泥的宏基因组进行测定，构建了微曝气SBR共代谢处理PCP废水的基因文库，考察了驯化前后系统内微生物种群丰度、多样性变化... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校

【文章页数】：169 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源、背景、研究目的和意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题背景
        1.1.3 课题的研究目的与意义
    1.2 水环境中的PCP分布及其对生物的毒性效应
        1.2.1 水环境中PCP的分布
        1.2.2 PCP及其中间代谢物的环境危害
    1.3 PCP及其中间降解产物的生物处理
        1.3.1 好氧生物处理法
        1.3.2 厌氧生物处理法
    1.4 微生物共代谢作用
        1.4.1 微生物共代谢作用含义、特点及类型
        1.4.2 微生物共代谢的作用机理
        1.4.3 微生物共代谢作用降解PCP的应用研究现状
    1.5 微曝气技术
        1.5.1 微曝气技术含义及特点
        1.5.2 微曝气技术原理
        1.5.3 微曝气技术在废水处理中应用研究现状
    1.6 本课题的主要研究内容及技术路线
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 技术路线
第2章 试验材料和方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 试验用废水
        2.1.2 试验用污泥
    2.2 试验装置及仪器
        2.2.1 试验装置
        2.2.2 试验仪器
    2.3 分析项目及检测分析方法
        2.3.1 常规分析项目和检测方法
        2.3.2 非常规分析项目及检测方法
    2.4 实验方案与设计
        2.4.1 微好氧颗粒污泥培养与驯化研究
        2.4.2 PCP负荷对微曝气SBR系统处理效能及污泥活性的影响研究
        2.4.3 曝气强度对颗粒污泥基本性状的影响研究
        2.4.4 微曝气SBR处理PCP系统稳定运行影响因素研究
        2.4.5 微曝气SBR处理PCP微生物群落结构分析
第3章 微曝气SBR共代谢降解PCP颗粒污泥驯化及系统影响因素研究
    3.1 引言
    3.2 降解PCP的微好氧颗粒污泥培养驯化研究
        3.2.1 颗粒化培养过程中污泥理化性质变化
        3.2.2 曝气强度对颗粒污泥基本性状的影响研究
        3.2.3 降解PCP的共代谢基质优选及微好氧颗粒污泥驯化
        3.2.4 驯化成熟的微好氧颗粒污泥性质
    3.3 PCP对微曝气SBR系统处理效能及污泥活性的影响
        3.3.1 PCP 对CODCr去除的影响
        3.3.2 PCP对颗粒污泥生物活性的影响
    3.4 微曝气SBR处理PCP系统稳定运行影响因素研究
        3.4.1 DO对微曝气SBR共代谢系统的影响
        3.4.2 pH值对微曝气SBR共代谢系统的影响
        3.4.3 ORP对微曝气SBR共代谢系统的影响
        3.4.4 PCP负荷对微曝气SBR共代谢系统的影响
        3.4.5 海藻糖投加量对微曝气SBR共代谢系统的影响
        3.4.6 温度对微曝气SBR共代谢系统的影响
        3.4.7 碱度对微曝气SBR共代谢系统的影响
        3.4.8 反应时间对微曝气SBR共代谢系统的影响
    3.5 最佳工况条件下微曝气SBR共代谢系统的运行情况
    3.6 本章小结
第4章 微曝气SBR处理PCP微生物群落结构分析
    4.1 引言
    4.2 微曝气SBR处理PCP系统中微生物群落多样性分析
        4.2.1 微好氧颗粒污泥样品DNA提取和PCR扩增
        4.2.2 细菌16S rDNA克隆文库有效性检验
        4.2.3 微生物群落系统发育多样性分析
    4.3 基于OTU聚类的微生物群落结构及系统发育学分析
        4.3.1 OTU聚类及分析
        4.3.2 OTU分布VENN 图
        4.3.3 克隆文库在属水平的系统发育学分析
        4.3.4 驯化前后SBR微好氧颗粒污泥微生物系统发育分析
    4.4 本章小结
第5章 微曝气SBR处理PCP动力学分析
    5.1 引言
    5.2 微曝气SBR工艺去除PCP共代谢动力学研究
        5.2.1 PCP共代谢
        5.2.2 微曝气SBR工艺去除PCP共代谢动力学模型
        5.2.3 模型对反应器实际运行的动态拟合与验证
    5.3 微好氧颗粒污泥降解PCP动力学模型
        5.3.1 模型的基本构成
        5.3.2 模型的构建
        5.3.3 模型的解
        5.3.4 模型对反应器实际运行的动态拟合及优化运行
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]五氯苯酚和五氯苯酚钠毒性作用研究进展[J]. 许文青,樊柏林,陈明,常薇.  中国药理学与毒理学杂志. 2011(06)
[2]Fe/Cu体-CAST工艺处理草甘膦废水的研究及改造方案[J]. 陈恒宝,王申.  环境科技. 2011(01)
[3]不同溶解氧浓度下微氧颗粒污泥降解五氯酚的特性[J]. 蓝惠霞,王乐乐,陈元彩,曾应坚.  造纸科学与技术. 2010(04)
[4]兼氧调节—曝气—混凝沉淀工艺处理印染废水[J]. 吴玉,田刚,司亚安,王志伟.  给水排水. 2009(10)
[5]微曝气Fenton氧化法处理模拟双酚A废水的效果及其生物验证[J]. 何志明,李秀芬,堵国成,陈坚.  环境工程学报. 2009(09)
[6]低温下生物强化SBR工艺处理苯胺废水的研究[J]. 山丹,马放,王金生,王晨.  中国环境科学. 2009(08)
[7]UV/H2O2/微曝气降解三氯乙酸的试验研究[J]. 赵世嘏,高乃云,楚文海.  给水排水. 2009(05)
[8]UV/H2O2/微曝气处理微污染水中苯胺的试验研究[J]. 刘海峰,刘元.  供水技术. 2008(06)
[9]UV/H2O2/微曝气联用工艺对BP的去除[J]. 李若愚,高乃云,徐斌,曹俊,胡玲,乐林生.  中国环境科学. 2007(02)
[10]厌氧颗粒污泥对五氯苯酚脱氯过程中的影响因素[J]. 周洪波,陈坚,邱冠周,胡岳华.  应用与环境生物学报. 2006(06)

博士论文
[1]宏基因组中DNA片段物种多样性鉴定研究[D]. 侯涛.吉林大学 2013
[2]微好氧颗粒污泥同时好氧—厌氧降解废水中五氯酚（PCP）的研究[D]. 蓝惠霞.华南理工大学 2005
[3]好氧颗粒污泥同步硝化反硝化过程研究[D]. 阮文权.江南大学 2004

硕士论文
[1]利用宏基因组方法获得新酯酶基因及酶学性质研究[D]. 周秀玲.杭州师范大学 2012
[2]五氯酚的厌氧生物降解特性及对系统的反馈影响[D]. 薛建良.哈尔滨工程大学 2009
[3]五氯酚的厌氧降解特性及机理研究[D]. 李建华.湘潭大学 2006
[4]微量水平下生物共代谢4-氯酚特性研究[D]. 韦莉元.湖南大学 2005



本文编号：3634313