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水处理中脱氮菌株的包埋方法研究

作　者: 王磊
导　师: 汪苹
学　校: 北京工商大学
专　业: 环境工程学
关键词: 脱氮菌包埋硝化脱氮保存混合菌群
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 29次
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内容摘要

随着新型脱氮方法的深入研究,一些高效的脱氮菌的开发应用已经越来越受到人们的重视,但是由于生物菌剂存在运输困难、保存条件严格、保存时间短等缺陷,限制了优良脱氮菌株的广泛应用。固定化技术应运而生,为新型菌剂的研制提供了一条新思路。包埋法是目前研究最多的固定化技术,本论文目的就是研究适合本实验室高效脱氮菌的包埋固定化方法。本文首先通过异养硝化和好氧反硝化性能测定筛选出五株实验菌,分别为WXZ-2、WXZ-8、WXZ-9、WXZ-15、WXZ-17号菌,并发现五株菌能将NH₄⁺-N直接脱氮,实现了硝化过程脱氮,途径可写为NH₄⁺-N NH₂OH N₂O N₂。通过实验比较,在六种备选包埋方法中,选择琼脂-聚乙烯醇法和海藻酸钠法进行进一步研究。在研究琼脂-聚乙烯醇包埋菌活性的影响因素时发现,五株菌的最佳转速均为180r/min,均要高于游离菌的最佳转速。在各包埋菌最佳培养条件下,WXZ-2包埋菌的最高NH₄⁺-N和TIN去除率分别达到96.9%和96.5%。WXZ-8包埋菌的NH₄⁺-N和TIN去除率分别达到95.8%和95.9%,两株菌的脱氮率均略高于游离菌;WXZ-9、WXZ-15两株包埋菌的最高NH₄⁺-N和TIN去除率与游离菌相差不大,而最快TIN去除速度分别达到10.1 mg/（L·h）和6.1 mg/（L·h）,明显高于游离菌;WXZ-17包埋菌的NH₄⁺-N和TIN去除率分别达到86.7%和88.1%,与游离菌相比,活性略有下降,该法对WXZ-17号菌的脱氮活性有一定影响。在研究了七组混合菌琼脂-聚乙烯醇包埋后发现,WXZ-2+ WXZ-8、WXZ-2+WXZ-15是两组最佳混合包埋组合,这两组混合菌包埋的最高NH₄⁺-N和TIN去除率与游离菌相差不大,但两者的脱氮速度分别达到16.9mg/（L·h）和18 mg/（L·h）,明显高于单独包埋时菌株的脱氮速度。研究琼脂-聚乙烯醇法的保存方法、保存活性和时间关系时发现,WXZ-9号包埋菌的最佳保存方法是常温干燥保存,六个月后其NH₄⁺-N和TIN去除率均可达到80%以上。另外聚乙烯醇破损率低、比表面积大,可做流化床菌剂制备方法的研究。海藻酸钠法包埋的五菌株的NH₄⁺-N和TIN去除率基本都可以达到90%,保持了游离菌相似的脱氮活性。另外海藻酸钠法制作简易,制作成本低,小球在含有磷酸盐的溶液中易溶解,今后可考虑开发应用于活性污泥工艺菌剂制备的方法。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-19
  1.1 前言  8
  1.2 脱氮处理过程及微生物筛选研究  8-12
    1.2.1 传统生物脱氮工艺及脱氮菌株的研究  8-10
    1.2.2 新型脱氮菌株的研究进展  10
    1.2.3 本实验室研究现状  10-12
  1.3 生物固定化技术  12-17
    1.3.1 固定化方法的分类  13-14
    1.3.2 固定化方法的比较  14
    1.3.3 包埋材料分类  14-15
    1.3.4 常见的包埋方法及在废水处理中的应用  15-17
  1.4 本论文研究目的与主要内容  17-19
第二章实验材料与方法  19-27
  2.1 实验材料  19-21
    2.1.1 实验菌株  19
    2.1.2 实验药品及试剂  19-20
    2.1.3 实验仪器设备  20-21
  2.2 实验方法  21-22
    2.2.1 培养基的制备  21
    2.2.2 菌株的增殖  21
    2.2.3 菌株的包埋方法  21-22
  2.3 菌株培养及含氮化合物测定方法  22-24
    2.3.1 菌株的培养方法  22
    2.3.2 水样中含氮化合物的测定方法  22-24
  2.4 包埋小球重要参数的评价方法  24-25
    2.4.1 比表面积测定方法  24-25
    2.4.2 破损率的测定方法  25
  2.5 设计正交试验  25-27
第三章结果与讨论  27-62
  3.1 菌株的选择  27-29
    3.1.1 游离菌的好氧反硝化能力  27-28
    3.1.2 游离菌的异养硝化能力  28-29
  3.2 固定化方法确定  29-30
    3.2.1 固定化方法的选择  29
    3.2.2 包埋方法的选择  29-30
  3.3 根据包埋后小球基本性质进行包埋剂的初筛  30-34
    3.3.1 比表面积的比较  30
    3.3.2 包埋载体的破损率比较  30-31
    3.3.3 包埋小球的活性  31-33
    3.3.4 本节小结  33-34
  3.4 琼脂-聚乙烯醇包埋法的研究  34-59
    3.4.1 包埋菌株最佳脱氮条件的研究  34-46
    3.4.2 包埋混合菌群的研究  46-58
    3.4.3 保存方法的研究  58
    3.4.4 琼脂-聚乙烯醇法的成本估算  58-59
    3.4.5 本节小结  59
  3.5 海藻酸钠法的研究  59-62
    3.5.1 五株包埋菌的脱氮能力  60
    3.5.2 保存方法及时间的研究  60-61
    3.5.3 海藻酸钠法的成本估算  61
    3.5.4 本节小结  61-62
第四章结论与建议  62-64
  4.1 结论  62-63
  4.2 建议  63-64
参考文献  64-66
附录  66-70
研究生期间发表论文情况  70-71
致谢  71

水处理中脱氮菌株的包埋方法研究

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