生物絮凝沉淀—生物联合强化垃圾渗滤液处理技术

论文摘要

垃圾渗滤液是一类浓度高、毒性大的废水,成分复杂,含有大量难降解的有机物,重金属以及COD和NH3-N等物质的含量比较高,水质波动大,是一种较难处理的有机废水。到目前为止,国内外对渗滤液的处理有很多种方法,但对于生物絮凝沉淀-生物联合强化技术的研究较少,利用传统的生物处理法对滤液中的COD和色度的降解率低,而利用生物絮凝沉淀-生物联合强化技术可以有效解决这一难题,以便最大程度地降解水中的污染物,而且微生物絮凝剂本身无毒无害,对人类的健康和环境保护有很重要的现实意义。本文从土壤中分离并筛选出一株具有较高絮凝活性的微生物絮凝剂产生菌,命名为Be-3,通过菌体的形态特征、革兰氏染色以及生化试验结果,初步鉴定Be-3为葡萄球菌属。为了使絮凝剂有效地发挥作用,本文对其培养条件进行了单因素优化,实验结果表明,该菌产生絮凝剂的最佳培养条件为:碳源为10 g·L-1乳糖和10 g·L-1蔗糖,氮源为0.5 g·L-1脲,0.2 g·L-1酵母膏和0.5 g·L-1硝酸钾,无机盐为2 g·L-1磷酸二氢钾、5 g·L-1磷酸氢二钾和0.1 g·L-1氯化钠,在培养基初始pH为6.5,培养温度为30℃,摇床转速为120140 r·min-1的培养箱中培养42 h时,对高岭土悬浮液的絮凝活性可达96%以上。为了考察微生物絮凝剂的应用范围,本文采用微生物絮凝沉淀法对1g·L-1的次甲基蓝模拟废水、高岭土模拟废水,腐植酸模拟废水和污泥废水进行处理,实验结果表明该微生物絮凝剂对模拟污水的有很好的处理效果,尤其对浊度的去除率比较高,处理高岭土溶液时,去处率高可达98.2%。选用微波-Fenton法预处理和絮凝沉淀法联合强化处理工艺,对长生桥垃圾渗滤液进行了预处理,当垃圾渗滤液被稀释100倍,调节pH至3.0,微波作用时间为6min,加入8mmol/L的Fe2+溶液8ml,H2O2为1ml时,垃圾渗滤液的NH3-N去除率为55.71%,COD去处率为98.74%,在此基础上进行微生物絮凝沉淀,调节pH为7.0,絮凝剂投加量为1.0ml,并以1.0ml 1%的CaCl2为助凝剂,快搅1min,慢搅3min时,垃圾渗滤液中的COD、NH3-N的含量分别为2mg·L-1和0.039mg·L-1。为了获得纯絮凝剂产品,本文采用丙酮法对微生物絮凝剂进行了初步纯化,其产率较高,为38.4mg·L-1,通过微生物絮凝剂的显色实验和红外分析表明,该絮凝主要成分为多糖,有很好的热稳定性,具有良好的工业应用前景。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 垃圾渗滤液的形成及危害
• 1.2.1 垃圾渗滤液的形成
• 1.2.2 垃圾渗滤液的危害
• 1.3 垃圾渗滤液的处理方法
• 1.3.1 生物法
• 1.3.2 物理法
• 1.3.3 生化处理法
• 1.3.4 化学处理法
• 1.3.5 物化处理法
• 1.4 垃圾渗滤液排放标准
• 1.5 存在问题与发展方向
• 1.5.1 存在的问题
• 1.5.2 发展方向
• 1.6 本文研究目的与内容
• 1.6.1 研究目的
• 1.6.2 研究内容
• 2 材料与方法
• 2.1 土壤来源
• 2.2 培养基
• 2.2.1 分离培养基
• 2.2.2 发酵培养基
• 2.2.3 生化试验培养基
• 2.3 微生物絮凝剂产生菌的培养及筛选
• 2.3.1 土壤溶液的配制
• 2.3.2 涂布
• 2.3.3 菌体培养
• 2.3.4 菌种的分离和纯化
• 2.3.5 活性的测定方法
• 2.4 絮凝剂产生菌的鉴定
• 2.4.1 革兰氏染色实验
• 2.4.2 生理生化实验
• 2.5 培养条件的优化
• 2.6 微生物絮凝剂对各种模拟废水的处理
• 2.6.1 絮凝率的测定
• 3-N 浓度的测定'>2.6.2 NH₃-N 浓度的测定
• 2.6.3 浊度的测定
• 2.6.4 COD 浓度的测定
• 2.7 微生物絮凝剂对垃圾渗滤液的处理
• 2.7.1 稀释倍数的选择
• 2.7.2 联合工艺的选择
• 2.7.3 微波-Fenton 法的优化
• 2.7.4 垃圾渗滤液絮凝条件的优化
• 2.8 微生物絮凝的定性分析
• 2.8.1 微生物絮凝剂的分布
• 2.8.2 微生物絮凝剂的热稳定性
• 2.8.3 微生物絮凝剂的鉴定
• 2.8.4 微生物絮凝剂的提取
• 2.8.5 微生物絮凝剂的红外分析
• 2.9 主要实验仪器
• 3 微生物絮凝剂产生菌的筛选及鉴定
• 3.1 菌种的分离和筛选
• 3.1.1 菌种的分离结果
• 3.1.2 菌种的筛选结果
• 3.2 菌种的鉴定
• 3.2.1 菌落生长特征
• 3.2.2 形态及生理特征
• 3.2.3 Be-3 的生理生化实验
• 3.3 本章小结
• 4 微絮凝剂产生菌培养条件的优化
• 4.1 碳源的的优化
• 4.1.1 最佳单碳源的选择
• 4.1.2 碳源浓度的选择
• 4.1.3 复合碳源及复合比的优化
• 4.2 氮源的优化
• 4.3 无机盐的优化
• 4.4 初始pH 的优化
• 4.5 培养时间的优化
• 4.6 通气量的优化
• 4.7 本章小结
• 5 微生物絮凝剂对废水的处理
• 5.1 微生物絮凝剂对各种模拟废水的处理研究
• 5.1.1 净化指标
• 3-N 浓度的测定'>5.1.2 NH₃-N 浓度的测定
• 5.1.3 微生物絮凝剂对模拟废水的处理结果
• 5.2 联合强化技术对垃圾渗滤液的处理研究
• 5.2.1 稀释倍数的选择
• 5.2.2 联合工艺的选择
• 5.2.3 微波-Fenton 工艺的优化
• 5.2.4 微生物絮凝条件的优化
• 5.3 本章小结
• 6 微生物絮凝剂的提取及鉴定
• 6.1 微生物絮凝剂活性的分布
• 6.2 微生物絮凝剂的特性
• 6.2.1 微生物絮凝剂的热稳定性
• 6.2.2 微生物絮凝剂的显色反应
• 6.3 微生物絮凝剂的提取
• 6.4 微生物絮凝剂的红外分析
• 6.5 本章小结
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录