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预氧化强化生物活性炭滤池除氮效能及机理研究

作　者: 马桂林
导　师: 任芝军
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 防灾减灾工程及防护工程
关键词: 预氧化 生物活性炭滤池 效能强化 除氮机理
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 6次
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内容摘要


面对全国日益严重的水源污染问题,预氧化工艺和生物活性炭工艺已成为强化饮用水处理技术的有效方法。本文针对预氧化及生物活性炭强化水处理工艺的热点问题,通过实验研究,对比了高铁酸盐、高锰酸盐与生物活性炭滤池联用工艺处理微污染水的效果,重点分析了不同预氧化方式对生物活性炭工艺去除浊度、有机物、氨氮及亚硝酸盐氮的强化效果,完成了对活性炭上硝化细菌的分离、鉴定及筛选,并通过研究生物活性炭中细菌的数量、硝化速率、生物耗氧速率及种属探讨了预氧化作用强化去除效果的机理。高铁酸盐—生物活性炭联用工艺和高锰酸盐—生物活性炭联用工艺提高了去除污染的效能。实验首先对比了高铁酸盐—生物活性炭联用工艺和高锰酸盐—生物活性炭联用工艺对浊度和有机物的去除效果,与单独生物活性炭工艺相比,联用工艺提高了对浊度、CODMn和UV254的去除率并增加了去除效果的稳定性,分析了预氧化作用对浊度和有机物去除效果的强化机理。高铁酸盐和高锰酸盐预氧化强化了生物活性炭滤池的去除污染效能。实验研究了在生物活性炭工艺及滤柱不同沿层对氨氮(NH4+-N)和亚硝酸盐氮(NO2--N)的去除效果,与单独生物活性炭滤池工艺相比,经过预氧化之后的生物活性炭对NH4+-N和NO2--N的去除效果明显提高且更加稳定。同时,说明了生物活性炭阶段是去除有机物、氨氮和亚硝酸盐氮的主要环节,主要集中在滤柱上部。高铁酸盐和高锰酸盐预氧化对亚硝化细菌和硝化细菌的生长和活性有促进作用。实验通过最大可能数法(MPN法)研究滤柱20cm、60cm及100cm处的细菌数量,并用线性回归法计算了上述三处的硝化速率和生物耗氧速率,与单独生物活性炭工艺相比,经预氧化后的生物活性炭滤柱在同一高度处的细菌数量均有较大的提高,硝化速率和生物耗氧速率也有明显提高。实验通过液体稀释分离法(涂布法)和平板划线法对生物活性炭上的细菌进行分离,得到15株亚硝化细菌和16株硝化细菌；基于菌种菌落形态、菌株个体形态特征和7个生理生物实验完成种属鉴定；经筛选,得到5株亚硝化细菌优势菌和6株硝化细菌优势菌。高铁酸盐的预氧化作用使亚硝化细菌的种属呈现单一的趋势,而高锰酸盐的预氧化作用并没有改变活性炭中细菌的种属类别,因此预氧化对氨氮和亚硝酸盐氮去除效果的强化则是通过增加亚硝化细菌和硝化细菌的活性和数量来提高的。

全文目录


摘要  5-7ABSTRACT  7-12第1章 绪论  12-21  1.1 选题背景  12-13    1.1.1 氨氮污染的现状  12    1.1.2 氨氮污染的影响  12-13  1.2 生物脱氮  13-18    1.2.1 生物脱氮机理  14    1.2.2 硝化作用研究进展  14-15    1.2.3 硝化细菌研究进展  15-17    1.2.4 硝化作用影响因素  17-18  1.3 预氧化与生物活性炭滤池脱氮研究进展  18-19    1.3.1 生物活性炭滤池脱氮研究进展  18-19    1.3.2 预氧化与生物活性炭联用工艺脱氮研究进展  19  1.4 课题研究背景与内容  19-21    1.4.1 课题研究背景及意义  19-20    1.4.2 课题研究内容  20-21第2章 实验仪器与分析方法  21-31  2.1 实验仪器  21  2.2 实验分析指标与方法  21-30    2.2.1 理化指标及分析方法  21-22    2.2.2 有机指标及分析方法  22-23    2.2.3 金属指标及分析方法  23    2.2.4 生物指标及分析方法  23-30  2.3 本章小结  30-31第3章 预氧化—生物活性炭滤池除污染效能分析  31-51  3.1 引言  31  3.2 实验装置与过程  31-32    3.2.1 实验装置  31    3.2.2 实验过程  31-32  3.3 预氧化—生物活性炭工艺对颗粒物的去除影响  32-35    3.3.1 预氧化—生物活性炭联用工艺对浊度的去除影响  32-35    3.3.2 预氧化—生物活性炭联用工艺强化浊度去除的机理分析  35  3.4 预氧化—生物活性炭工艺对有机物的去除影响  35-42    3.4.1 预氧化—生物活性炭工艺对COD_(Mn)的去除影响  35-38    3.4.2 预氧化—生物活性炭工艺对UV_(254)的去除影响  38-42    3.4.3 预氧化—生物活性炭联用工艺强化有机物去除的机理分析  42  3.5 预氧化—生物活性炭工艺对氨氮及亚硝酸盐氮的去除影响  42-49    3.5.1 预氧化对混凝工艺去除氨氮和亚硝酸盐氮效果的影响  43-44    3.5.2 预氧化对生物活性炭工艺去除氨氮和亚硝酸盐氮效果的影响  44-49    3.5.3 预氧化强化生物活性炭工艺去除效果的机理分析  49  3.6 本章小结  49-51第4章 预氧化强化硝化性能的机理研究  51-71  4.1 预氧化对硝化细菌数量的影响  51-53    4.1.1 预氧化对亚硝化细菌数量的影响  51-52    4.1.2 预氧化对硝化细菌数量的影响  52-53  4.2 预氧化对硝化速率的影响  53-55    4.2.1 预氧化对亚硝化速率的影响  53-54    4.2.2 预氧化对硝化速率的影响  54-55  4.3 预氧化对硝化细菌耗氧速率的影响  55-58    4.3.1 预氧化对亚硝化细菌耗氧速率的影响  55-57    4.3.2 预氧化对硝化细菌耗氧速率的影响  57-58  4.4 预氧化对硝化细菌种属的影响  58-64    4.4.1 硝化细菌的富集结果  58-59    4.4.2 硝化细菌的分离结果  59    4.4.3 硝化细菌的鉴定结果  59-64  4.5 预氧化对硝化细菌的筛选  64-69    4.5.1 亚硝化细菌筛选结果  64-66    4.5.2 硝化细菌筛选结果  66-68    4.5.3 预氧化对硝化细菌种属选择结果  68-69  4.6 铁锰对硝化性能的影响  69-70  4.7 本章小结  70-71结论与建议  71-73参考文献  73-78攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  78-79致谢  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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