论文题目: 微好氧颗粒污泥同时好氧—厌氧降解废水中五氯酚（PCP）的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 环境工程
作者: 蓝惠霞
导师: 陈中豪
关键词: 微好氧,颗粒污泥,五氯酚,同时好氧厌氧,顶极群落
文献来源: 华南理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 五氯酚（PCP）是具有致畸、致癌、致突变作用的难生物降解的异型生物质，作为杀菌剂、防腐剂大量使用，在皮革、纺织、造纸等废水中广泛存在，是美国环保局（EPA）以及我国环境优先控制的重点污染物之一。目前，顺序厌氧-好氧工艺已被证实是最可行的方法，但是使好氧和厌氧过程在时间和空间上分离，导致工艺流程长，占地面积大。针对目前工艺存在的缺点，本文提出采用同时好氧-厌氧的微好氧颗粒污泥工艺处理PCP废水，对微好氧颗粒污泥的培养、颗粒污泥形成机理以及对PCP的降解过程和降解机理进行深入研究。 首先对微好氧颗粒污泥的培养进行研究。分别以解体和完好的厌氧颗粒污泥作为种泥进行培养。解体的絮状污泥经过培养形成颗粒污泥后，用PCP进行驯化，形成的颗粒污泥由于结构疏松发生解体。采用厌氧颗粒污泥为种泥，边培养边不断提高PCP浓度进行驯化，污泥对废水的降解能力不断提高，最终得到性能优良的微好氧颗粒污泥。与厌氧颗粒污泥处理PCP的文献报道相比，微好氧颗粒污泥中同时存在厌氧、好氧微环境，PCP在厌氧区降解产生的低氯代酚，在好氧区能够及时降解，从而消除对厌氧区微生物的抑制，因此对PCP能够彻底矿化，不会发生低氯代酚中间产物的积累。 通过污泥培养过程照片观察以及对污泥微生物的扫描电镜观察，重点分析了上层絮状污泥颗粒化机理：在颗粒化初始和形成阶段，丝状菌形成三维框架、二价金属阳离子架桥以及胞外多聚物（ECPs）粘连的作用是非常重要的；而在颗粒污泥形成后的增长阶段，质子跨膜迁移引起的细胞脱水作用变得显著，二价阳离子架桥和ECPs的作用在这一阶段也同样很重要。下层厌氧颗粒污泥的转变为微好氧颗粒污泥的过程与上层颗粒污泥形成后的增长阶段相似。 在建立了同时好氧-厌氧的微好氧处理系统后，在动态条件下首先考察了限制性生态因子溶解氧浓度（DO）、pH、氧化还原电位（ORP）、PCP负荷和葡萄糖浓度的作用规律，实验结果表明在微氧范围，溶解氧浓度的增加有利于PCP的矿化，而超出微氧范围，对PCP及中间氯酚降解产生不利影响；pH低于6.7或高于7.5都会引起PCP和CODCr的降解率的下降，ORP的降低，有利于PCP及中间产物TeCP和TCP的降解，不利于DCP的矿化；PCP负荷小于1.5×10-2kg.m-3.d-1范围内，对PCP以及CODCr的降解影响不大；葡萄糖浓度适当增加有利于PCP以及CODCr的降解，浓度过高则产生负面影响。接下来考察了水力学上升流速、NaHCO3加入量和水力学停留时间对反应器工作性能的影响。在实验所确定的最佳条件范围，即DO浓度为0.6mg.L-1左右，pH在6.7-7.5范围，水力
论文目录:
摘要
ABSTRACT
符号表
目录
第一章 绪论
1.1 含五氯酚(PCP)废水的来源及其危害
1.2 五氯酚废水处理工艺的研究现状
1.2.1 物化法的处理方法
1.2.2 化学法
1.2.3 生化法
1.3 好氧颗粒污泥工艺的研究进展
1.3.1 好氧颗粒污泥的特点及结构
1.3.2 影响好氧颗粒污泥的形成条件
1.3.3 好氧颗粒污泥的培养及其在废水处理中的应用
1.4 课题的提出
1.5 研究的目标及内容
1.5.1 研究目标
1.5.2 主要研究内容
第二章 降解五氯酚的微好氧颗粒污泥的培养研究
2.1 实验材料与方法
2.1.1 实验用水
2.1.2 接种污泥
2.1.3 实验装置及流程
2.1.4 分析项目及测试方法
2.2 以解体厌氧颗粒污泥为种泥的培养
2.2.1 反应器的启动
2.2.2 培养过程废水水质的变化
2.2.3 培养过程污泥常规理化指标的变化
2.2.4 对颗粒污泥的驯化
2.3 以厌氧颗粒污泥为种泥的培养过程
2.3.1 反应器的启动与运行
2.3.2 废水出水水质的变化
2.3.3 胞外多聚物中PN／PS的变化
2.4 成熟颗粒污泥特性
2.4.1 颗粒污泥外观以及微生物相观察
2.4.2 成熟颗粒污泥的理化特性
2.4.3 颗粒污泥厌氧和好氧活性
2.5 本章小结
第三章 微好氧颗粒污泥形成机理的研究
3.1 促使污泥颗粒化的作用力
3.2 污泥颗粒化模型
3.2.1 诱导核及二次核模型
3.2.2 丝状菌三维框架模型
3.2.3 二价阳离子架桥模型
3.2.4 ECPs维系形成模型
3.2.5 质子跨膜迁移模型
3.3 微好氧颗粒污泥形成机理
3.3.1 絮状污泥颗粒化机理
3.3.2 厌氧颗粒污泥表面改性转化为微好氧颗粒污泥的过程
3.4 本章小结
第四章 微好氧颗粒污泥同时厌氧-好氧降解五氯酚废水的实验研究
4.1 实验与方法
4.1.1 实验用水
4.1.2 实验装置及流程
4.1.3 分析项目及测试方法
4.2 连续曝气条件下反应器运行状况
4.3 动态条件下反应器中限制性生态因子的作用规律
4.3.1 溶解氧(DO)浓度的作用规律
4.3.2 pH的作用规律
4.3.3 ORP的作用规律
4.3.4 PCP负荷的作用规律
4.3.5 外加碳源浓度的作用规律
4.4 影响反应器工作性能的因素
4.4.1 水力上升流速的影响
4.4.2 碱加入量的影响
4.4.3 水力学停留时间对反应器工作性能的影响
4.5 适宜条件范围内反应器运行状况
4.6 反应器抗负荷冲击的能力
4.6.1 pH冲击
4.6.2 PCP负荷冲击
4.7 本章小结
第五章 降解PCP微好氧颗粒污泥系统中群落生态学的研究
5.1 微好氧颗粒污泥系统中种群之间的关系
5.1.1 好氧区与厌氧区种群之间的关系
5.1.2 厌氧区种群之间的关系
5.2 产酸发酵顶极群落特征
5.2.1 乙醇型顶极群落
5.2.2 乙酸型顶极群落
5.2.3 丙酸型顶极群落
5.2.4 丁酸型顶极群落
5.2.5 产酸发酵顶极群落与SRB和MPB种群的生态位
5.3 实验部分
5.3.1 实验仪器与方法
5.3.2 实验结果与讨论
5.4 微好氧颗粒污泥中优势菌种的鉴定
5.5 本章小结
第六章 五氯酚(PCP)降解机理的研究
6.1 有关氯代酚类化合物降解机制知识的回顾
6.1.1 厌氧条件下的还原脱氯机制
6.1.2 好氧条件下的氧化脱氯
6.2 实验部分
6.2.1 实验仪器与方法
6.2.2 实验结果与讨论
6.3 本章小结
第七章 微好氧颗粒污泥降解动力学模型研究
7.1 模型的基本结构
7.2 模型的建立
7.2.1 微好氧颗粒污泥中好氧／厌氧区之比
7.2.2 通用模型
7.3 模型的应用
7.3.1 颗粒内部的生化、化学反应及基质降解
7.3.2 主导方程
7.3.3 参数的确定
7.4 模型的解
7.5 结果与讨论
7.5.1 模型对反应器实际运行的动态模拟
7.5.2 模型对反应器运行效果影响因素的预测
7.6 本章小结
结论
参考文献
附录
攻读学位期间发表的文章
致谢
发布时间: 2006-10-17
参考文献
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