密集生长条件下丝状菌结构特征及致密方法初探
发布时间：2024-01-05 18:27
活性污泥法一直被广泛应用于污水处理，但由丝状菌引起的污泥膨胀是该法问世以来普遍发生且棘手的难题之一。传统的技术控制方法是通过杀死丝状菌或抑制其生长来控制丝状菌污泥膨胀。近年来有研究指出，丝状菌也可以形成聚集度大的絮体甚至颗粒，这给控制丝状菌膨胀提供了全新的思路。然而，目前对丝状菌的研究主要集中在丝状菌与絮体形成竞争生长条件的对比上，并以建立抑制丝状菌而促进菌胶团细菌繁殖的操作条件为主要目的，而对丝状菌本身的成长过程以及菌丝体特征尚缺乏系统性研究。 本试验从丝状菌的自身特点入手，从其结构、生长势、底物存贮能力、表面特性、对传质的影响、出水水质等多方面分析丝状菌在不同生长阶段的特征，探索了丝状菌膨胀及其致密过程中菌丝体的演替规律，寻求丝状菌致密的途径以期解决固液难分离的问题，提高出水水质。 本研究获得的主要成果如下： (1)本试验运行过程中，丝状菌密集生长形成丝状菌大絮体，其SVI值在3040mL/g左右，经测定大絮体的平均沉速也与颗粒污泥接近，最大沉速可达100m/h，可见大聚集度生长的丝状菌仍具有良好的泥水分离效果。但是，大絮体的存在使反应器中氧的传递路径发生改变...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 活性污泥中的丝状菌
1.1.1 活性污泥中丝状菌的作用
1.1.2 丝状菌与普通菌胶团细菌的特性对比
1.1.3 与污泥膨胀有关的丝状菌
1.1.4 活性污泥中丝状菌的生理特征
1.2 污泥膨胀理论
1.2.1 A/V 假说
1.2.2 选择性准则
1.2.3 饥饿假说
1.2.4 氮氧化假说
1.3 丝状菌污泥膨胀的诱因
1.4 抑制丝状菌污泥膨胀的方法
1.4.1 采用物理化学方法
1.4.2 环境调控和代谢机制控制法
1.5 课题的提出及研究内容
1.5.1 课题提出的背景
1.5.2 课题来源
1.5.3 研究的主要内容
1.5.4 课题的研究目的和意义
1.5.5 本课题的技术路线
2 试验材料和分析方法
2.1 试验装置
2.1.1 鼓泡式 SBR 反应器
2.1.2 气提式 SBR 反应器
2.1.3 增加搅拌设备的反应器
2.2 试验分析方法
2.2.1 污泥形态观察
2.2.2 丝状菌菌种鉴别
2.3 丝状菌的基本形态和鉴别
2.3.1 丝状菌的鉴别依据
2.3.2 几种常见菌种的特性
2.4 常规分析指标
2.5 相对疏水性（RH）
2.6 EPS 的提取与测定方法
2.6.1 EPS 的提取
2.6.2 EPS 的蛋白质成分测定
2.6.3 EPS 的多糖成分测定
2.7 EPS 的印度墨水反染色法
2.8 PHB 的苏丹黑染色
2.9 吖啶橙染色（AO 染色）
2.10 浸泡试验
2.11 氧体积传质试验（KLa）
3 丝状菌结构及其演替规律研究
3.1 试验基本情况
3.1.1 反应器运行参数
3.1.2 反应器中污泥形态的变化
3.1.3 污泥沉降性能的变化情况
3.2 密集生长条件下丝状菌絮体特性研究
3.2.1 活性污泥整体形态的变化
3.2.2 大絮体的特性及水质处理效果
3.2.3 大絮体对传质的影响
3.2.4 大絮体形成机理探讨
3.2.5 小结
3.3 密集生长条件下丝状菌演替规律及其结构特征
3.3.1 密集生长条件下丝状菌演替规律
3.3.2 密集生长条件下丝状菌结构研究
3.3.3 小结
3.4 丝状菌生长势及其对底物的存贮能力研究
3.4.1 丝状菌生长势研究
3.4.2 不同丝状菌的存贮能力研究
3.4.3 小结
3.5 污泥的 EPS 含量和表面特性研究
3.5.1 污泥的 EPS 含量
3.5.2 污泥的表面特性
3.6 丝状菌污泥体积溶氧传递系数的影响因素
3.6.1 各阶段的 EPS 含量与体积溶氧传递系数
3.6.2 酸碱浸泡试验
3.6.3 大絮体的传质试验
3.6.4 结论
4 丝状菌致密过程研究
4.1 反应器运行参数
4.2 致密过程研究
4.3 投加玉米对节点密度和椭圆度的影响
4.4 玉米作为碳源对水质的影响
4.4.1 玉米作为碳源的释碳能力
4.4.2 碳源的水质的影响
4.5 抑制丝状菌膨胀不同方法的成本对比
4.5.1 投加 11%的次氯酸钠所需的成本估算
4.5.2 投加玉米改善丝状菌沉淀性能的成本估算
4.5.3 成本比较
4.6 小结
5 结论和建议
5.1 结论
5.2 建议
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
附表
附表 1 各地11%的次氯酸钠报价（元/吨）
附表 2 各地玉米渣报价（元/公斤）
本文编号：3877110
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 活性污泥中的丝状菌
1.1.1 活性污泥中丝状菌的作用
1.1.2 丝状菌与普通菌胶团细菌的特性对比
1.1.3 与污泥膨胀有关的丝状菌
1.1.4 活性污泥中丝状菌的生理特征
1.2 污泥膨胀理论
1.2.1 A/V 假说
1.2.2 选择性准则
1.2.3 饥饿假说
1.2.4 氮氧化假说
1.3 丝状菌污泥膨胀的诱因
1.4 抑制丝状菌污泥膨胀的方法
1.4.1 采用物理化学方法
1.4.2 环境调控和代谢机制控制法
1.5 课题的提出及研究内容
1.5.1 课题提出的背景
1.5.2 课题来源
1.5.3 研究的主要内容
1.5.4 课题的研究目的和意义
1.5.5 本课题的技术路线
2 试验材料和分析方法
2.1 试验装置
2.1.1 鼓泡式 SBR 反应器
2.1.2 气提式 SBR 反应器
2.1.3 增加搅拌设备的反应器
2.2 试验分析方法
2.2.1 污泥形态观察
2.2.2 丝状菌菌种鉴别
2.3 丝状菌的基本形态和鉴别
2.3.1 丝状菌的鉴别依据
2.3.2 几种常见菌种的特性
2.4 常规分析指标
2.5 相对疏水性（RH）
2.6 EPS 的提取与测定方法
2.6.1 EPS 的提取
2.6.2 EPS 的蛋白质成分测定
2.6.3 EPS 的多糖成分测定
2.7 EPS 的印度墨水反染色法
2.8 PHB 的苏丹黑染色
2.9 吖啶橙染色（AO 染色）
2.10 浸泡试验
2.11 氧体积传质试验（KLa）
3 丝状菌结构及其演替规律研究
3.1 试验基本情况
3.1.1 反应器运行参数
3.1.2 反应器中污泥形态的变化
3.1.3 污泥沉降性能的变化情况
3.2 密集生长条件下丝状菌絮体特性研究
3.2.1 活性污泥整体形态的变化
3.2.2 大絮体的特性及水质处理效果
3.2.3 大絮体对传质的影响
3.2.4 大絮体形成机理探讨
3.2.5 小结
3.3 密集生长条件下丝状菌演替规律及其结构特征
3.3.1 密集生长条件下丝状菌演替规律
3.3.2 密集生长条件下丝状菌结构研究
3.3.3 小结
3.4 丝状菌生长势及其对底物的存贮能力研究
3.4.1 丝状菌生长势研究
3.4.2 不同丝状菌的存贮能力研究
3.4.3 小结
3.5 污泥的 EPS 含量和表面特性研究
3.5.1 污泥的 EPS 含量
3.5.2 污泥的表面特性
3.6 丝状菌污泥体积溶氧传递系数的影响因素
3.6.1 各阶段的 EPS 含量与体积溶氧传递系数
3.6.2 酸碱浸泡试验
3.6.3 大絮体的传质试验
3.6.4 结论
4 丝状菌致密过程研究
4.1 反应器运行参数
4.2 致密过程研究
4.3 投加玉米对节点密度和椭圆度的影响
4.4 玉米作为碳源对水质的影响
4.4.1 玉米作为碳源的释碳能力
4.4.2 碳源的水质的影响
4.5 抑制丝状菌膨胀不同方法的成本对比
4.5.1 投加 11%的次氯酸钠所需的成本估算
4.5.2 投加玉米改善丝状菌沉淀性能的成本估算
4.5.3 成本比较
4.6 小结
5 结论和建议
5.1 结论
5.2 建议
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
附表
附表 1 各地11%的次氯酸钠报价（元/吨）
附表 2 各地玉米渣报价（元/公斤）
本文编号：3877110
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