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循环冷却水系统中生物粘泥生长动力学研究

作　者: 薛松
导　师: 赵朝成
学　校: 中国石油大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 生物粘泥 循环冷却水 营养成分 操作条件 动力学模型
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 28次
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内容摘要


在石化行业中,用水量最大环节是循环冷却水,而将达标排放的炼油废水经深度处理后回用于循环冷却水系统,对于节能减排及可持续发展具有重要的现实意义。但是同时,回用于循环冷却水的炼油废水,水中的有机物浓度及离子种类均较高,造成了生物粘泥量产生的加大。本文通过对循环冷却水水质的分析及其补水特点,采用定时排水浓缩法,在模拟静态循环冷却水系统中培养生物粘泥。通过记录生物粘泥生长情况,绘制出粘泥的生长曲线,进一步探讨生物粘泥的形成机理。通过设计单因素实验,考察了营养水平,温度及水流剪切力的不同对生物粘泥生长的影响。并根据实验数据选择合适的生物生长动力学方程,并进行改造,建立起生物粘泥生长动力学方程。碳源是影响生物粘泥的湿重、有机物的合成以及粘泥中活细胞数量的最主要因素。在磷源,氮源保持充足且恒定的情况下,随着碳源含量的增加,生物粘泥的调整适应期变短,对数增长期最大增长速率升高,生物粘泥中湿重,有机物的生成以及活细胞的数量都变大,但是同时,由于生物粘泥生长速度较快,形成的粘泥空间结构较为疏松,导致进入稳定期后粘泥的脱落情况更加明显。在影响生物粘泥生长的操作条件中,营养水平与流速对粘泥的生成影响较大,而温度影响相对较小,流速在为粘泥增强其营养物和氧气的传质的情况下,也对粘泥产生了剪切力,且剪切力的影响要大于传质的影响;而温度则主要影响粘泥中的酶活性,中温时,粘泥中微生物的活性最高,粘泥的生成量也最大。在不同营养水平下,生成的生物粘泥中的微生物种群结构各不相同。但在同一营养水平下,生物粘泥各个时期的结构比较相似,只是数量上有所变化。在选用Logistic模型作为指导模型的基础上,对模型进行改造,使得模型更加直观,精确,并且在粘泥进入稳定期时存在脱落与再生过程,模型也能很好的进行反应,使得模型的实际应用能力提高。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-26
  1.1 课题的来源及背景  9-10
  1.2 研究目的及意义  10-11
  1.3 国内外研究现状  11-25
    1.3.1 生物粘泥的产生及其危害  11-15
    1.3.2 生物膜动力学模型的研究进展  15-21
    1.3.3 国内外生物膜动力学参数的研究方法  21-25
  1.4 研究的主要内容及创新点  25-26
    1.4.1 研究内容  25
    1.4.2 创新点  25-26
第二章 不同的营养条件对生物粘泥生长的影响  26-33
  2.1 实验部分  26-29
    2.1.1 实验装置及操作条件  26-27
    2.1.2 实验方法  27-29
    2.1.3 生物粘泥湿重的分析  29
  2.2 结果与讨论  29-32
    2.2.1 生物粘泥的生长曲线  30-31
    2.2.2 生物粘泥的生长机理的探讨  31-32
  2.3 小结  32-33
第三章 不同控制条件对生物粘泥组成及其性质的影响  33-52
  3.1 实验药品及仪器  33-34
  3.2 实验方法  34-36
    3.2.1 生物粘泥的培养  34
    3.2.2 粘泥湿重的测定  34
    3.2.3 粘泥所产生有机物的测定  34-35
    3.2.4 脂磷的测定  35-36
  3.3 结果与讨论  36-46
    3.3.1 不同营养水平对粘泥生成量的研究  36-41
    3.3.2 不同流速对粘泥生成量的影响  41-44
    3.3.3 不同温度对粘泥生成量的影响  44-46
  3.4 不同营养水平下粘泥外观的比较  46-51
  3.5 小结  51-52
第四章 不同营养水平下生物粘泥生长过程的动力学分析  52-67
  4.1 实验部分  53-56
    4.1.1 实验装置及仪器  53
    4.1.2 实验方法  53-56
  4.2 实验结果与讨论  56-65
    4.2.1 不同营养条件下生物粘泥在诱导期和对数增长期的生长情况比较  56-59
    4.2.2 不同营养条件下生物粘泥在脱落期和再生期的生长情况比较  59-65
  4.3 小结  65-67
结论及建议  67-69
  1 结论  67-68
  2 下一步工作建议  68-69
参考文献  69-75
攻读硕士学位期间取得的学术成果  75-76
致谢  76-77
附录  77-79

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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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