抗生素对序批式生物膜反应器处理海水养殖废水性能的影响

发布时间：2017-10-31 00:09

  本文关键词：抗生素对序批式生物膜反应器处理海水养殖废水性能的影响

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【摘要】：随着我国海水养殖业的快速发展,沿海的养殖场和育苗场废水排放量呈快速上升的趋势,使得近海域的环境恶化,导致近岸的生态系统生态平衡破坏、频发赤潮和病害滋生等危害。海水养殖业对环境污染的影响越来越受到国内外学者的关注,并已成为当前养殖生态环境科学的研究热点之一。本课题采用SBBR工艺对含有金霉素、氟苯尼考、磺胺嘧啶和诺氟沙星四种抗生素的海水养殖废水进行研究。在课题组前期研究成果的基础上,采用厌氧+好氧(停留时间3：7)运行的方式,评价抗生素对硝化、反硝化过程的影响。通过胞外聚合物(EPS)和生物膜的反应速率(比耗氧速率(SOUR)、比氨氧化速率(SAOR)、比亚硝酸盐氧化速率(SNOR)和比硝酸盐还原速率(SNRR)),揭示抗生素对海水养殖废水处理效果的影响以及对微生物活性和EPS变化的影响。从进水中金霉素浓度由0mg/L逐渐提高到35mg/L的过程中,SBBR稳定运行阶段COD的平均去除率由95%降低至79%,氨氮平均去除率由96%降低至82%。生物膜SUOR由12.12mgO2/gMLSS/h降低至4.54mgO2/gMLSS/h, SAOR、 SNOR和SNRR分别由1.57mgO2/gMLSS/h、1.21mgO2/gMLSS/h和3.08mgO2/gMLSS/h降低至0.84mgO2/gMLSS/h、0.61 mgO2/gMLSS/h和2.02mgO2/gMLSS/h。生物膜LB-EPS和TB-EPS中PN/PS分别由1.31和1.24增加至1.91和2.69。不同金霉素浓度下SMP三维荧光图产生了5个荧光峰,LB-EPS三维荧光图产生了5个荧光峰,LB-EPS三维荧光图产生了4个荧光峰。红外光谱结果表明,金霉素浓度由低到高逐渐提高过程中,SMP、LB-EPS和TB-EPS中官能团有明显变化。从进水中氟苯尼考浓度由0mg/L逐渐提高到35mg/L的过程中,SBBR稳定运行阶段COD的平均去除率由93%降低至65%,氨氮平均去除率由95%降低至78%。生物膜SUOR由12.21mgO2/gMLSS/h降低至2.71mgO2/gMLSS/h, SAOR、 SNOR和SNRR分别由1.49mgO2/gMLSS/h、1.17mgO2/gMLSS/h和3.03mgO2/gMLSS/h降低至0.61mgO2/gMLSS/h、0.48mgO2/gMLSS/h和2.04mgO2/gMLSS/h。生物膜LB-EPS和TB-EPS中PN/PS分别由1.45和1.23增加至1.91和2.75。不同氟苯尼考浓度下SMP三维荧光图产生了5个荧光峰,LB-EPS三维荧光图产生了4个荧光峰,LB-EPS三维荧光图产生了3个荧光峰。红外光谱结果表明,氟苯尼考浓度由低到高逐渐提高过程中,SMP、LB-EPS和TB-EPS中官能团有明显变化。从进水中磺胺嘧啶浓度由0mg/L逐渐提高到35mg/L的过程中,SBBR稳定运行阶段COD的平均去除率由93%降低至76%,氨氮平均去除率由94%降低至83%。生物膜SUOR由11.71mgO2/gMLSS/h降低至4.41mgO2/gMLSS/h, SAOR、 SNOR和SNRR分别由1.60mgO2/gMLSS/h和2.97mgO2/gMLSS/h降低至0.99mgO2/gMLSS/h和1.29mgO2/gMLSS/h。生物膜LB-EPS和TB-EPS中PN/PS分别由1.25和1.24增加至2.13和3.14。不同磺胺嘧啶浓度下SMP三维荧光图产生了3个荧光峰,LB-EPS三维荧光图产生了4个荧光峰,LB-EPS三维荧光图产生了3个荧光峰。红外光谱结果表明,磺胺嘧啶浓度由低到高逐渐提高过程中,SMPx LB-EPS和TB-EPS中官能团有明显变化。从进水中诺氟沙星浓度由0mg/L逐渐提高到35mg/L的过程中,SBBR稳定运行阶段COD的平均去除率由92%降低至79%,氨氮平均去除率由94%降低至78%。生物膜SUOR由13.03mgO2/gMLSS/h降低至4.35mgO2/gMLSS/h, SAOR、 SNOR和SNRR分别由1.49mgO2/gMLSS/h、1.18mgO2/gMLSS/h和3.17mgO2/gMLSS/h降低至0.81mgO2/gMLSS/h、0.25mgO2/gMLSS/h和1.68mgO2/gMLSS/h。生物膜LB-EPS和TB-EPS中PN/PS分别由1.26和1.18增加至2.02和2.94。不同诺氟沙星浓度下SMP三维荧光图产生了5个荧光峰,LB-EPS三维荧光图产生了4个荧光峰,LB-EPS三维荧光图产生了5个荧光峰。红外光谱结果表明,诺氟沙星浓度由低到高逐渐提高过程中,SMP、LB-EPS和TB-EPS中官能团有明显变化。
【关键词】：SBBR 海水养殖废水 抗生素 EPS
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X714
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 1 绪论13-24
• 1.1 海水养殖废水来源及危害13-16
• 1.1.1 海水养殖废水来源13-14
• 1.1.2 海水养殖废水危害14-16
• 1.2 海水养殖废水处理技术16-21
• 1.2.1 物理法16-17
• 1.2.2 化学法17-18
• 1.2.3 生物法18-21
• 1.2.4 综合处理法21
• 1.3 研究目的和内容21-24
• 1.3.1 研究目的和意义21-23
• 1.3.2 研究内容23-24
• 2 分析项目与测定方法24-27
• 2.1 常规测定方法24
• 2.2 微生物活性测定方法24-25
• 2.2.1 SOUR的测定方法24
• 2.2.2 SAOR的测定方法24-25
• 2.2.3 SNOR的测定方法25
• 2.2.4 SNRR的测定方法25
• 2.3 EPS提取和分析方法25-27
• 2.3.1 EPS提取和测定25-26
• 2.3.2 三维荧光光谱分析26
• 2.3.3 傅里叶变换红外光谱分析26-27
• 3 污泥的培养驯化与SBBR反应器挂膜27-30
• 3.1 试验装置27-28
• 3.2 污泥的培养驯化28
• 3.3 反应器挂膜启动28-30
• 3.3.1 挂膜进水水质28
• 3.3.2 反应器挂膜28-30
• 4 金霉素浓度变化对SBBR工艺处理海水养殖废水性能的影响30-49
• 4.1 材料与方法30
• 4.2 结果与讨论30-47
• 4.2.1 金霉素浓度变化对COD去除效果的影响30-31
• 4.2.2 金霉素浓度变化对脱氮效果的影响31-34
• 4.2.3 金霉素浓度变化对SOUR的影响34
• 4.2.4 金霉素浓度变化对SAOR、SNOR和SNRR的影响34-36
• 4.2.5 金霉素浓度变化对EPS中PN和PS影响36-38
• 4.2.6 金霉素浓度变化对EPS对三维荧光光谱影响38-44
• 4.2.7 金霉素浓度变化对EPS的傅里叶变换红外光谱影响44-47
• 4.3 小结47-49
• 5 氟苯尼考浓度变化对SBBR工艺处理海水养殖废水性能的影响49-67
• 5.1 材料与方法49
• 5.2 结果与讨论49-65
• 5.2.1 氟苯尼考浓度变化对COD去除效果的影响49-50
• 5.2.2 氟苯尼考浓度变化对脱氮效果的影响50-53
• 5.2.3 氟苯尼考浓度变化对SOUR的影响53
• 5.2.4 氟苯尼考浓度变化对SAOR、SNOR和SNRR的影响53-55
• 5.2.5 氟苯尼考浓度变化对EPS中PN和PS影响55-57
• 5.2.6 氟苯尼考浓度变化对EPS的三维荧光光谱影响57-62
• 5.2.7 氟苯尼考浓度变化对EPS的傅里叶变换红外光谱影响62-65
• 5.3 小结65-67
• 6 磺胺嘧啶浓度变化对SBBR 工艺处理海水养殖废水性能的影响67-84
• 6.1 材料与方法67
• 6.2 结果与讨论67-83
• 6.2.1 磺胺嘧啶浓度变化对COD去除效果的影响67-69
• 6.2.2 磺胺嘧啶浓度变化对脱氮效果的影响69-70
• 6.2.3 磺胺嘧啶浓度变化对SOUR的影响70-71
• 6.2.4 磺胺嘧啶浓度变化对SAOR、SNOR和SNRR的影响71-72
• 6.2.5 磺胺嘧啶浓度变化对EPS中PN和PS影响72-75
• 6.2.6 磺胺嘧啶浓度变化对EPS的三维荧光光谱影响75-80
• 6.2.7 磺胺嘧啶浓度变化对EPS的傅里叶变换红外光谱影响80-83
• 6.3 小结83-84
• 7 诺氟沙星浓度变化对SBBR工艺处理海水养殖废水性能的影响84-101
• 7.1 材料与方法84
• 7.2 结果与讨论84-100
• 7.2.1 诺氟沙星浓度变化对COD去除效果的影响84-86
• 7.2.2 诺氟沙星浓度变化对脱氮效果的影响86-88
• 7.2.3 诺氟沙星浓度变化对SOUR的影响88
• 7.2.4 诺氟沙星浓度变化对SAOR、SNOR和SNRR的影响88-89
• 7.2.5 诺氟沙星浓度变化对EPS中PN和PS影响89-92
• 7.2.6 诺氟沙星浓度变化对EPS的三维荧光光谱影响92-97
• 7.2.7 诺氟沙星浓度变化对EPS的傅里叶变换红外光谱影响97-100
• 7.3 小结100-101
• 8 结论101-103
• 参考文献103-111
• 致谢111-112
• 个人简历112
• 已发表论文112

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本文编号：1119921