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重金属对污水生物脱氮反应动力学的影响研究

作　者: 侯昭牧
导　师: 李晓晨
学　校: 山东农业大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 重金属 生物脱氮 硝化 反硝化 动力学
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 8次
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内容摘要


近年来，随着工业的发展，我国的工业废水的排放量日益增加，在一般的工业废水中往往含有Cu、Cd、Ni等重金属离子。由于生活污水和工业废水往往混合排放，这类含有重金属离子的混合污水会对生物脱氮反应造成一定的影响。本文通过重金属离子短期冲击实验系统研究了重金属离子对污水生物脱氮反应动力学的影响，并对重金属离子对生物脱氮的限速步骤和微生物对重金属离子的敏感性进行了讨论。得出的主要结论有：（1）在硝化反应和反硝化反应有机物降解过程中，10mg·L-1的Cd2+对有机物比降解速率有显著抑制。10mg·L-1的Cu2+对有机物比降解速率有显著抑制。5mg·L-1的Ni2+对硝化过程中有机物比降解速率有显著抑制；10mg·L-1的Ni2+对反硝化过程中有机物比降解速率有显著抑制。在硝化反应氨氮的去除过程中，Cd2+、Cu2+和Ni2+的浓度分别为10mg·L-1、20mg·L-1和5mg·L-1时可造成比硝化速率的显著降低。在反硝化反应硝酸盐氮的去除过程中，Cd2+、Cu2+和Ni2+的浓度分别为20mg·L-1、5mg·L-1和5mg·L-1时可造成比反硝化速率的显著降低。（2）Cd2+、Cu2+和Ni2+对生物脱氮过程有机物、氨氮和硝酸盐氮去除的影响程度不同。Cu2+对硝化和反硝化阶段有机物去除的影响作用最强，Ni2+次之，Cd2+最弱；Ni2+对硝化作用氨氮去除的影响作用最强，Cd2+次之，Cu2+最弱；Ni2+对反硝化作用硝酸盐氮去除的影响作用最强，Cu2+次之，Cd2+最弱。（3）相同质量浓度的三种金属离子对硝化作用有机物去除率和有机物比去除率上的影响远大于反硝化作用，好氧异养菌对三种金属离子的敏感性强于硝化菌。相同浓度的Cd2+和Ni2+对比硝化作用的抑制率明显高于比反硝化作用，硝化菌受Cd2+和Ni2+的影响比反硝化菌更大；相同浓度的Cu2+对比反硝化速率的抑制率高于比硝化速率，相对于硝化菌，反硝化菌对于Cu2+更为敏感。

全文目录


目录  4-6
中文摘要  6-7
Abstract  7-9
1 引言  9-23
  1.1 研究背景及意义  9-14
    1.1.1 我国水资源和水环境现状  10-11
    1.1.2 水体中氮的来源及危害  11-13
    1.1.3 城镇污水中重金属的来源及危害  13-14
  1.2 生物脱氮原理及影响因素  14-20
    1.2.1 生物脱氮原理  14-17
    1.2.2 生物脱氮影响因素  17-19
    1.2.3 新型污水生物脱氮理论与工艺  19-20
  1.3 重金属对污水生物处理系统影响的研究现状  20-21
  1.4 研究内容及技术路线  21-23
    1.4.1 研究内容  21-22
    1.4.2 技术路线  22-23
2 试验材料与方法  23-27
  2.1 试验材料  23-24
    2.1.1 试验污泥及模拟废水  23
    2.1.2 重金属离子的选用  23-24
  2.2 试验装置与方法  24-26
    2.2.1 活性污泥培养装置  24-25
    2.2.2 硝化反应批量试验装置与方法  25
    2.2.3 反硝化反应批量试验装置与方法  25-26
  2.3 指标测定方法  26
  2.4 试验仪器与试剂  26-27
3 结果与分析  27-50
  3.1 Cd~(2+)对污水生物脱氮反应动力学的影响  27-33
    3.1.1 Cd~(2+)对有机物去除率及有机物比降解速率的影响  27-30
    3.1.2 Cd~(2+)对氨氮去除率和比硝化速率的影响  30-31
    3.1.3 Cd~(2+)对 NO_x~--N 去除率和比反硝化速率的影响  31-33
  3.2 Cu~(2+)对污水生物脱氮反应动力学的影响  33-40
    3.2.1 Cu~(2+)对有机物去除率及有机物比降解速率的影响  33-37
    3.2.2 Cu~(2+)对氨氮去除率和比硝化速率的影响  37-38
    3.2.3 Cu~(2+)对 NO_x~--N 去除率和比反硝化速率的影响  38-40
  3.3 Ni~(2+)对污水生物脱氮反应动力学的影响  40-47
    3.3.1 Ni~(2+)对有机物去除率及有机物比降解速率的影响  40-44
    3.3.2 Ni~(2+)对氨氮去除率和比硝化速率的影响  44-45
    3.3.3 Ni~(2+)对 NO_x~--N 去除率和比反硝化速率的影响  45-47
  3.4 Cd~(2+)、Cu~(2+)和 Ni~(2+)对生物脱氮影响的比较  47-50
    3.4.1 三种金属离子对生物脱氮有机物去除影响的比较  47-48
    3.4.2 三种金属离子对生物脱氮硝化作用影响的比较  48
    3.4.3 三种金属离子对生物脱氮反硝化作用影响的比较  48-50
4 结论与展望  50-53
  4.1 本文主要结论  50-51
  4.2 主要创新之处  51
  4.3 有待于进一步研究的问题  51-53
参考文献  53-60
致谢  60-61
攻读学位期间发表论文情况  61

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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