微生物高富集密度填料的制备和应用
发布时间：2021-04-28 12:31
随着我国农村地区经济、社会的快速发展,在人们的日常生产和生活中产生了大量农村污水。因具有处理效果好、单位体积填料的活性微生物量大、抗冲击负荷能力强、无污泥膨胀和运行管理方便等优点,生物膜法处理系统在农村污水处理中得到了广泛的应用。作为微生物附着和生长的载体,填料是生物膜法污水处理系统的核心组件,直接影响污水污染物的去除效率。目前,在生物膜法污水处理系统中应用较多的填料为无机填料。现有的很多无机填料存在生物亲和力差、微生物附着量低且密度大等缺点,且大多采用粘土为原料并通过烧结工艺制备而成。无机填料的制作成本高、能耗大,耗用较多的粘土等资源,且在高温条件制作过程中,填料表面易结釉,不利于增加其比表面积。针对以上问题,本论文采用免烧结工艺,制备新型微生物高富集密度填料。与常规无机填料相比,新型填料比表面积大,能够附着更多的微生物,且制备原料为废弃物,价廉易得,制备过程能耗低。研究结果可为新型填料在生物膜法污水处理系统中的应用提供一定的科学依据和技术支撑。本论文以粉煤灰、脱水污泥、水泥、氧化钙和铝粉为原材料,采用免烧结工艺,制备新型微生物高富集密度填料。分别通过单因素实验和正交实验优化原料添加...
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及目的
1.2 污水处理填料研究进展
1.2.1 污水处理填料分类
1.2.2 粉煤灰填料研究进展
1.2.3 污泥填料研究进展
1.3 无机填料制备工艺研究进展
1.3.1 烧结工艺研究进展
1.3.2 免烧结工艺研究进展
1.4 曝气生物滤池研究进展
1.4.1 曝气生物滤池的应用现状
1.4.2 曝气生物滤池填料
1.4.3 常规填料的不足
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 材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 填料原材料
2.1.2 实验用水
2.1.3 接种污泥
2.2 实验仪器及装置
2.2.1 主要仪器
2.2.2 实验装置
2.3 主要分析项目及测定方法
2.3.1 填料制备方法
2.3.2 填料理化性能表征
2.3.3 水质指标测定方法
2.3.4 微生物活性测定
2.3.5 生物膜量测定
2.3.6 16S r DNA高通量测序方法
第3章 新型填料的制备及性能表征
3.1 原材料性质分析
3.2 原料添加量对填料性能的影响
3.2.1 水泥添加量对填料性能影响
3.2.2 脱水污泥添加量对填料性能影响
3.2.3 氧化钙添加量对填料性能影响
3.2.4 正交实验
3.3 增孔剂添加量优化
3.4 工艺条件对填料性能的影响
3.4.1 蒸养温度对填料性能影响
3.4.2 蒸养时间对填料性能影响
3.5 填料制备机理分析
3.6 填料理化性能表征
3.6.1 填料常规性能参数
3.6.2 SEM分析
3.6.3 XRD分析
3.7 本章小结
第4章 新型填料BAF系统的启动和运行特性
4.1 BAF启动挂膜
4.2 BAF启动期运行效果
4.2.1 COD去除效果
4.2.2 NH_3~-N去除效果
4.2.3 生物膜量变化
4.3 稳定期HRT对BAF处理效能的影响
4.3.1 COD去除效果
4.3.2 NH_3~-N去除效果
4.3.3 TN去除效果
4.4 稳定期气水比对BAF处理效能的影响
4.4.1 COD去除效果
4.4.2 NH_3~-N去除效果
4.4.3 TN去除效果
4.5 反冲洗对BAF处理效能的影响
4.6 新型填料BAF系统沿程特性
4.6.1 沿程COD浓度变化
4.6.2 沿程pH和DO变化
4.6.3 沿程氮素变化
4.6.4 沿程生物膜量及微生物活性
4.7 新型填料经济性分析
4.8 本章小结
第5章 新型填料BAF系统的微生物学特性
5.1 微生物丰度和多样性分析
5.2 微生物相似性和差异性分析
5.3 微生物群落结构分析
5.3.1 门水平群落结构分析
5.3.2 属水平群落结构分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间主要的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]人造骨料制造与养护工艺研究概述[J]. 施敏蛟,林忠财. 混凝土. 2019(09)
[2]粉煤灰免烧生物填料去除硫化氢效果研究[J]. 王国惠,陈航. 安全与环境学报. 2019(02)
[3]轻质滤料在水处理中的应用研究进展[J]. 薛侨,黄雷,王郑,韩庭苇,丁鼎. 应用化工. 2017(07)
[4]Ca2+ and OH- release of ceramsites containing anorthite and gehlenite prepared from waste lime mud[J]. Juan Qin,Chuanmeng Yang,Chong Cui,Jiantao Huang,Ahmad Hussain,Hailong Ma. Journal of Environmental Sciences. 2016(09)
[5]城市污泥-玻璃粉轻质陶粒制备及性能研究[J]. 曲烈,王渊,杨久俊,余海燕,王超. 硅酸盐通报. 2016(03)
[6]曝气生物滤池中生物陶粒的研究进展[J]. 尤鑫. 给水排水. 2015(S1)
[7]曝气生物滤池技术研究进展及其工艺改良[J]. 张小玲,李强,王靖楠,王欣泽,林燕. 化工进展. 2015(07)
[8]新型填料曝气生物滤池处理抗生素类废水[J]. 陈建发,陈艺敏,黄慧珍,罗大贵. 环境工程学报. 2014(08)
[9]污泥深度机械脱水的优化研究[J]. 姚尚安,孙同华,瞿赞,应迪文,贾金平,王冠. 环境科学与技术. 2014(03)
[10]曝气生物滤池填料的研究进展[J]. 李辉,陈金辉,方正. 现代化工. 2013(12)
博士论文
[1]农村生活污水处理生物生态组合技术优选及应用示范[D]. 常越亚.华东师范大学 2018
[2]曝气生物滤池处理城市污水的效能与微生物特性研究[D]. 窦娜莎.中国海洋大学 2013
[3]钠型活化沸石填料BAF除污染效能及工艺特性研究[D]. 张守彬.哈尔滨工业大学 2012
[4]曝气生物滤池处理城市生活污水的特性研究及工艺改良[D]. 邱珊.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]曝气生物滤池工艺处理淡水养殖废水性能研究[D]. 乔卫龙.浙江大学 2019
[2]石灰石/富铁填料强化BAF脱氮除磷的试验研究[D]. 史凌楠.兰州交通大学 2019
[3]新型污泥陶粒的制备及其在污水处理中的应用[D]. 韩露.郑州大学 2018
[4]海绵城市建设用钢渣免烧陶粒的研制[D]. 江新卫.武汉科技大学 2018
[5]MBBR-MBR和SG-MBR中不同状态生物质的膜污染机制研究[D]. 郑义.广东工业大学 2018
[6]载体对腈纶废水生化处理过程中微生物群落结构影响[D]. 谢慧娜.兰州交通大学 2018
[7]硝态氮诱导反硝化除磷生物膜系统的快速构建及处理效能研究[D]. 秦紫瑾.济南大学 2017
[8]零价铁—曝气生物滤池深度处理印染废水效能研究[D]. 徐小强.东华大学 2017
[9]免烧及烧结污泥陶粒滤料的开发及应用技术研究[D]. 周靖淳.武汉大学 2017
[10]蒸压条件下粉煤灰水化机理及应用研究[D]. 钟军超.中北大学 2017
本文编号：3165482
【文章来源】：北京建筑大学北京市
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及目的
1.2 污水处理填料研究进展
1.2.1 污水处理填料分类
1.2.2 粉煤灰填料研究进展
1.2.3 污泥填料研究进展
1.3 无机填料制备工艺研究进展
1.3.1 烧结工艺研究进展
1.3.2 免烧结工艺研究进展
1.4 曝气生物滤池研究进展
1.4.1 曝气生物滤池的应用现状
1.4.2 曝气生物滤池填料
1.4.3 常规填料的不足
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 材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 填料原材料
2.1.2 实验用水
2.1.3 接种污泥
2.2 实验仪器及装置
2.2.1 主要仪器
2.2.2 实验装置
2.3 主要分析项目及测定方法
2.3.1 填料制备方法
2.3.2 填料理化性能表征
2.3.3 水质指标测定方法
2.3.4 微生物活性测定
2.3.5 生物膜量测定
2.3.6 16S r DNA高通量测序方法
第3章 新型填料的制备及性能表征
3.1 原材料性质分析
3.2 原料添加量对填料性能的影响
3.2.1 水泥添加量对填料性能影响
3.2.2 脱水污泥添加量对填料性能影响
3.2.3 氧化钙添加量对填料性能影响
3.2.4 正交实验
3.3 增孔剂添加量优化
3.4 工艺条件对填料性能的影响
3.4.1 蒸养温度对填料性能影响
3.4.2 蒸养时间对填料性能影响
3.5 填料制备机理分析
3.6 填料理化性能表征
3.6.1 填料常规性能参数
3.6.2 SEM分析
3.6.3 XRD分析
3.7 本章小结
第4章 新型填料BAF系统的启动和运行特性
4.1 BAF启动挂膜
4.2 BAF启动期运行效果
4.2.1 COD去除效果
4.2.2 NH_3~-N去除效果
4.2.3 生物膜量变化
4.3 稳定期HRT对BAF处理效能的影响
4.3.1 COD去除效果
4.3.2 NH_3~-N去除效果
4.3.3 TN去除效果
4.4 稳定期气水比对BAF处理效能的影响
4.4.1 COD去除效果
4.4.2 NH_3~-N去除效果
4.4.3 TN去除效果
4.5 反冲洗对BAF处理效能的影响
4.6 新型填料BAF系统沿程特性
4.6.1 沿程COD浓度变化
4.6.2 沿程pH和DO变化
4.6.3 沿程氮素变化
4.6.4 沿程生物膜量及微生物活性
4.7 新型填料经济性分析
4.8 本章小结
第5章 新型填料BAF系统的微生物学特性
5.1 微生物丰度和多样性分析
5.2 微生物相似性和差异性分析
5.3 微生物群落结构分析
5.3.1 门水平群落结构分析
5.3.2 属水平群落结构分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间主要的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]人造骨料制造与养护工艺研究概述[J]. 施敏蛟,林忠财. 混凝土. 2019(09)
[2]粉煤灰免烧生物填料去除硫化氢效果研究[J]. 王国惠,陈航. 安全与环境学报. 2019(02)
[3]轻质滤料在水处理中的应用研究进展[J]. 薛侨,黄雷,王郑,韩庭苇,丁鼎. 应用化工. 2017(07)
[4]Ca2+ and OH- release of ceramsites containing anorthite and gehlenite prepared from waste lime mud[J]. Juan Qin,Chuanmeng Yang,Chong Cui,Jiantao Huang,Ahmad Hussain,Hailong Ma. Journal of Environmental Sciences. 2016(09)
[5]城市污泥-玻璃粉轻质陶粒制备及性能研究[J]. 曲烈,王渊,杨久俊,余海燕,王超. 硅酸盐通报. 2016(03)
[6]曝气生物滤池中生物陶粒的研究进展[J]. 尤鑫. 给水排水. 2015(S1)
[7]曝气生物滤池技术研究进展及其工艺改良[J]. 张小玲,李强,王靖楠,王欣泽,林燕. 化工进展. 2015(07)
[8]新型填料曝气生物滤池处理抗生素类废水[J]. 陈建发,陈艺敏,黄慧珍,罗大贵. 环境工程学报. 2014(08)
[9]污泥深度机械脱水的优化研究[J]. 姚尚安,孙同华,瞿赞,应迪文,贾金平,王冠. 环境科学与技术. 2014(03)
[10]曝气生物滤池填料的研究进展[J]. 李辉,陈金辉,方正. 现代化工. 2013(12)
博士论文
[1]农村生活污水处理生物生态组合技术优选及应用示范[D]. 常越亚.华东师范大学 2018
[2]曝气生物滤池处理城市污水的效能与微生物特性研究[D]. 窦娜莎.中国海洋大学 2013
[3]钠型活化沸石填料BAF除污染效能及工艺特性研究[D]. 张守彬.哈尔滨工业大学 2012
[4]曝气生物滤池处理城市生活污水的特性研究及工艺改良[D]. 邱珊.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]曝气生物滤池工艺处理淡水养殖废水性能研究[D]. 乔卫龙.浙江大学 2019
[2]石灰石/富铁填料强化BAF脱氮除磷的试验研究[D]. 史凌楠.兰州交通大学 2019
[3]新型污泥陶粒的制备及其在污水处理中的应用[D]. 韩露.郑州大学 2018
[4]海绵城市建设用钢渣免烧陶粒的研制[D]. 江新卫.武汉科技大学 2018
[5]MBBR-MBR和SG-MBR中不同状态生物质的膜污染机制研究[D]. 郑义.广东工业大学 2018
[6]载体对腈纶废水生化处理过程中微生物群落结构影响[D]. 谢慧娜.兰州交通大学 2018
[7]硝态氮诱导反硝化除磷生物膜系统的快速构建及处理效能研究[D]. 秦紫瑾.济南大学 2017
[8]零价铁—曝气生物滤池深度处理印染废水效能研究[D]. 徐小强.东华大学 2017
[9]免烧及烧结污泥陶粒滤料的开发及应用技术研究[D]. 周靖淳.武汉大学 2017
[10]蒸压条件下粉煤灰水化机理及应用研究[D]. 钟军超.中北大学 2017
本文编号：3165482
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