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生物絮凝剂处理养殖废水研究

作　者: 崔亚楠
导　师: 张从良
学　校: 郑州大学
专　业: 环境工程
关键词: 微生物絮凝剂 复合微生物絮凝剂 养殖业废水 培养条件 絮凝性能
分类号: X703.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


养殖废水属于高有机物浓度、高N、P、K含量和高有害微生物数量的废水,需处理才能排入环境。在废水处理中,絮凝法是一种重要的处理工艺。有机絮凝剂由于高效、廉价而被广泛应用,但会危害人类身体健康并增加环境风险。与其相比,微生物絮凝剂具有安全、无毒、可生物降解、无二次污染等优点,因此近年来有关微生物絮凝剂的研究和开发日益受到青睐。首先自郑州某猪场的污泥和厌氧池废水中筛选出2株单一菌株和2种复合菌株,分别被命名为xn17、xn12、xn10+xn9、xnll-xn7,其中xn17为放线菌；其他5株菌为细菌。最佳产絮凝剂的条件为：初始pH为5(xn12和xn11+xn7为5-6)；投加量(每50 mL液体培养液)为0.5 mL、1 mL、0.6 mL和0.6 mL；培养温度为30℃；摇床转速为150 rpm；培养时间为3-4.5 d、1.5-2.5 d、3.5-4.5 d和3-4.5 d,该条件下其絮凝活性均在95%以上。通过蛋白质和糖的成色反应可初步断定这四种微生物絮凝剂的主要成分为多糖而不含蛋白质,且具有良好的热稳定性。废水的pH值对其絮凝性能的影响较大,废水pH分别为2-8、2-6、2和2时,絮凝活性均在80%以上。和其他几种金属离子相比,Ca2+和A13+能提高其絮凝活性；1%CaCl2的投加量分别为1.5 mL、2 mL、3mL和1 mL,且xn17, xn12, xn10+xn9, xnll+xn7的投加量分别为1.5 mL、2 mL、3 mL和1 mL时,其絮凝活性最高。然后系统地研究了其在实际废水中的絮凝效果。从影响浊度去除率的趋势范围大小来看,pH大于絮凝剂投加量和CaCl2投加量,而CaCl2投加量的影响趋势和絮凝剂投加量相差不大。xn17, xn12, xn10+xn9, xn11+xn7最佳絮凝范围(每200 mL废水)：pH范围分别为9.5-11、9-11、9-10和10-11；最佳絮凝剂投加量范围为1-6mL、2-4 mL、2-4 mL和2-6 mL；最佳CaCl2投加量为2 mL；该条件下浊度去除率为70.00-86.73%。考虑到pH和Ca2+对微生物絮凝剂的协同作用,用饱和氧化钙溶液代替NaOH溶液调pH可明显提高浊度去除率,最佳饱和氧化钙投加量(每100 mL废水)范围分别为10-12mL、8-12mL、6-12mL和8-12mL,此时浊度去除率为81.85-95.56%；COD去除率不超过50%。对于微生物絮凝剂和PAC复配,在发酵液投加量0.5 mL-(100mL)-1, 1%CaCl2溶液0.5mL·(100mL)-1饱和氧化钙溶液5 mL·(100mL)-1, PAC投加量范围分别为0.5-4mL·(100mL)-1、1-3 mL·(100mL)-1、3-4 mL·(100mL)-1和1-4 mL·(100 mL)-1条件下,xn17, xn12, xn10+xn9, xn11+xn7浊度去除率为80.93-92.03%；COD去除率不超过50%,较单独使用PAC的去除效果明显。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-11
1 文献综述  11-24
  1.1 畜禽养殖业污染治理现状  11-13
  1.2 絮凝剂的种类及特点  13-16
    1.2.1 无机絮凝剂  13-14
    1.2.2 有机絮凝剂  14-15
    1.2.3 微生物絮凝剂  15-16
  1.3 国内外微生物絮凝剂的发展状况  16-17
  1.4 微生物絮凝剂分类  17-18
  1.5 复合菌群及复合型微生物絮凝剂研究  18
  1.6 微生物絮凝剂的絮凝机理  18-19
  1.7 微生物絮凝剂的应用  19-22
    1.7.1 处理给水和排水  20
    1.7.2 处理畜产废水  20
    1.7.3 处理食品加工废水  20-21
    1.7.4 处理难降解的有机废水  21-22
  1.8 微生物絮凝剂的发展趋势及存在的问题  22
  1.9 本课题的研究内容及研究路线  22-24
2 微生物絮凝剂产生菌的筛选和鉴别  24-34
  2.1 材料与方法  24-27
    2.1.1 试验仪器及药品  24-25
    2.1.2 试验方法  25-27
  2.2 结果与讨论  27-33
    2.2.1 筛选结果  27-28
    2.2.2 单一菌种的絮凝活性分布  28-29
    2.2.3 菌种的初步鉴定  29-31
    2.2.4 复合微生物絮凝剂的筛选  31-33
  2.3 本章小结  33-34
3 微生物絮凝剂培养条件的优化  34-43
  3.1 材料与方法  34-35
    3.1.1 试验药品及设备  34
    3.1.2 试验方法  34-35
  3.2 结果与讨论  35-41
    3.2.1 初始pH  35-36
    3.2.2 微生物的接种量  36-37
    3.2.3 培养温度  37-38
    3.2.4 通气量  38-39
    3.2.5 培养时间  39-41
  3.3 本章小结  41-43
4 微生物絮凝剂的提取及絮凝性能的研究  43-52
  4.1 材料与方法  43-45
    4.1.1 试验设备与药品  43
    4.1.2 试验方法  43-45
  4.2 结果与讨论  45-51
    4.2.1 微生物絮凝剂的提取及初步的成分分析  45-46
    4.2.2 微生物絮凝剂的热稳定性  46-47
    4.2.3 pH对微生物絮凝剂絮凝活性的影响  47-48
    4.2.4 不同金属离子对微生物絮凝剂絮凝活性的影响  48-49
    4.2.5 CaCl_2投加量对絮凝效果的影响  49-50
    4.2.6 微生物投加量对絮凝效果的影响  50-51
  4.3 本章小结  51-52
5 微生物絮凝剂对实际猪场废水的应用  52-60
  5.1 材料与方法  52
    5.1.1 实验药品及设配  52
    5.1.2 试验方法  52
  5.2 结果与讨论  52-59
    5.2.1 猪场废水的水质  52-53
    5.2.2 pH对絮凝效果的影响  53-54
    5.2.3 絮凝剂投加量对絮凝效果的影响  54
    5.2.4 CaCl_2投加量对絮凝效果的影响  54-56
    5.2.5 饱和氧化钙溶液对絮凝效果的影响  56-57
    5.2.6 微生物絮凝剂和PAC复配絮凝效果  57-59
  5.3 本章小结  59-60
6 结论与建议  60-62
  6.1 结论  60-61
  6.2 建议  61-62
参考文献  62-66
个人简历  66-67
致谢  67

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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 > 助剂
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