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硫酸盐还原菌（SRB）污泥固定化技术处理混合电镀废水的研究

作　者: 张新宇
导　师: 李科林
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 环境科学
关键词: 电镀废水 硫酸盐还原菌(SRB) 固定化技术 表观活化能 动力学方程
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


排放量少浓度高的电镀液对环境的污染和浓度较低的电镀废水对环境的污染是电镀废水污染环境的两个途径。由于电镀厂点分散而面广,与其它工业相比,虽然废水量相对较少,但污染扩散面积却相对较大,故它所造成的污染不易控制。电镀废水中含有各种重金属离子,若不经过适当处理而直接排放,将会对人类、生态环境造成严重危害。生物固定化技术是现代生物工程领域中的一项新兴技术。其中以硫酸盐还原菌(SRB)处理重金属近年来发展很快。本研究主要是利用硫酸盐还原菌(SRB)的代谢活动将电镀废水中的重金属离子转化为不溶物而去除。利用固定化技术将通过厌氧培养而富含硫酸盐还原菌(SRB)的污泥固定,构造硫酸盐还原菌(SRB)生长需要的良好的内外环境,可以避免重金属对硫酸盐还原菌(SRB)的毒害,同时有利于硫酸盐还原菌(SRB)对营养物质的有效利用,避免有机物对环境的污染,实现电镀废水的低廉高效处理,达到电镀废水的排放标准。本研究通过考察了不同的反应温度、SO42-浓度、COD/SO42-比值、pH值、球液配比值,比较曝气池活性污泥和剩余活性污泥SRB固定化小球对硫酸盐的还原能力,得出剩余活性污泥SRB固定化小球对硫酸盐的还原能力强于曝气池活性污泥SRB固定化小球,确定最佳温度为35℃、pH值为7、SO42-浓度为4g/L、COD/SO42-比值为3、球液配比值为1：3。考察了曝气池活性污泥和剩余活性污泥SRB固定化小球在温度为35℃、pH值为7、SO42-浓度为4g/L、COD/SO42-比值为3、球液配比值为1：3的条件下,剩余污泥SRB污泥固定化小球对铜(Ⅱ)的去除率达到99.9%,铁(Ⅱ)的去除率达到98.8%；曝气池活性污泥SRB污泥固定化小球对铜(Ⅱ)的去除率达到82%以上,铁(Ⅱ)的去除率达到75%以上。结果表明剩余活性污泥SRB固定化技术优于曝气池污泥。考察了剩余污泥SRB污泥固定化小球在不同因素对处理电镀废水反应速率的影响,包括温度、pH、COD/SO42-、球液配比值。并从动力学方程着手,对Cu2+、Fe2+进行了研究,得出他们在温度为35℃、pH值为7、SO42-浓度为4g/L、COD/SO42-比值为3、球液配比值为1：3的条件下,铜(Ⅱ)、铁(Ⅱ)动力学方程分别为：VCu2+=-dC/dt=0.0074CCu2+1.4VFe2+=-dC/dt=0.063CFe2+1.61根据阿累尼乌斯方程,铜(Ⅱ)、铁(Ⅱ)的表观活化能和K与温度之间的关系分别为：Ea(Cu2+)=24.84kJ/mol,属于混合控,K(T)=exp(4.75)exp(-2985.6)Ea(Fe2+)==18.49kJ/mol。属扩散控制。K(T)=exp(2.2)exp(-2222.2)。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
1 文献综述  10-26
  1.1 电镀废水的来源、性质和分类、危害及处理现状  10-17
    1.1.1 电镀废水的来源  10
    1.1.2 电镀废水的性质  10-11
    1.1.3 电镀废水的分类  11
    1.1.4 电镀废水的危害  11-13
    1.1.5 电镀废水处理技术的研究现状  13-17
  1.2 固定化微生物技术及其发展  17-20
    1.2.1 微生物固定化方法  18-19
    1.2.2 微生物固定化技术特征  19
    1.2.3 固定化微生物技术处理重金属废水的机理  19-20
    1.2.4 利用固定化技术处理重金属废水的进展  20
  1.3 硫酸盐还原菌(SRB)厌氧生物处理重金属废水的机制  20-24
    1.3.1 硫酸还原菌菌(SRB)的性质  20-22
    1.3.2 硫酸还原菌S(RB)还原处理重金属的过程  22-24
  1.4 研究的目的和意义  24-25
  1.5 研究内容  25-26
2 材料与方法  26-31
  2.1 实验材料与装置  26-28
    2.1.1 实验材料  26-27
    2.1.2 实验药剂  27
    2.1.3 实验仪器  27-28
    2.1.4 实验装置  28
  2.2 实验方法  28-31
    2.2.1 污泥驯化与菌种培养  28
    2.2.2 SRB污泥固定化小球的制作  28-29
    2.2.3 SRB污泥固定化小球处理硫酸盐的方法  29-31
3 硫酸盐还原菌(SRB)污泥固定化技术处理含Cu~(2+)、Fe~(2+)混合电镀废水的工艺研究  31-47
  3.1 曝气池活性污泥和剩余活性污泥小球扫描电镜(SEM)观察分析  31-35
    3.1.1 曝气池活性污泥和剩余活性污泥驯化后的扫描电镜图(SEM)  31-33
    3.1.2 曝气池污泥和剩余污泥固定化小球的扫描电镜图(SEM)  33-35
  3.2 曝气池活性污泥和剩余活性污泥在驯化过程中对硫酸根的还原作用  35
  3.3 不同影响因素条件下曝气池污泥和剩余污泥SRB污泥固定化小球还原硫酸盐能力的比较  35-46
    3.3.1 硫酸盐初始浓度条件下对还原能力的影响  35-37
    3.3.2 温度对还原硫酸盐能力的影响  37-39
    3.3.3 pH值对还原硫酸盐能力的影响  39-41
    3.3.4 球液配比值对还原硫酸盐能力的影响  41-42
    3.3.5 COD/SO_4~(2-)比值对还原硫酸盐能力的影响  42-46
  3.5 本章小结  46-47
4 硫酸盐还原菌(SRB)污泥固定化小球处理含Cu~(2+)、Fe~(2+)混合电镀废水的动力学研究  47-63
  4.1 各因素对反应速率的影响  47-52
    4.1.1 pH值对反应速率的影响  47-48
    4.1.2 温度对反应速率的影响  48-49
    4.1.3 球液配比对反应速率的影响  49-51
    4.1.4 COD/SO_4~(2-)比值对反应速率的影响  51-52
  4.2 动力学方程的确定  52-58
    4.2.1 动力学方程原理的推导  52-53
    4.2.2 SRB污泥固定化小球处理含Cu~(2+)废水的动力学方程  53-55
    4.2.3 SRB污泥固定化小球处理含Fe~(2+)废水的动力学方程  55-58
  4.3 SRB污泥固定化小球处理含Cu~(2+)、Fe~(2+)混合电镀废水的机理探讨  58-61
  4.4 本章小结  61-63
5 结论与创新  63-65
  5.1 结论  63
  5.2 论文创新点  63-64
  5.3 建议  64-65
参考文献  65-72
附录  72-73
致谢  73

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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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