论文题目: 新型多孔无机生物载体开发及应用基础研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 环境工程
作者: 王怡
导师: 彭党聪
关键词: 多孔载体,紊动床生物膜反应器,填充率,脱附,磨损,复合生物滤床
文献来源: 西安建筑科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 生物膜系统是与活性污泥系统并行发展的生物处理工艺,其中载体费用高、挂膜周期长是其应用中的主要问题。本研究选取资源丰富、价格低廉的珍珠岩为原料,试验开发出一种新型多孔轻型无机载体,并将该载体应用于紊动床生物膜反应器和复合式生物滤床。 现有的紊动床生物膜反应器的主要特点是生物膜生长在悬浮载体的内表面上,载体尺寸较大,填充率较高(达70%),有关填充率对紊动床生物膜反应器的影响及生物膜脱附机理的研究很少。本试验开发的新型多孔载体利用外表面积,中等尺寸,试验在载体性能检测的基础上,首先进行了填充率对紊动床生物膜反应器的影响及效能研究;其次进行了紊动床反应器生物膜脱附机理研究;同时,将小粒径悬浮载体XEG-5应用于紊动床反应器研究其运行效果,以期为悬浮载体开发提供方向;最后将新型载体应用于复合式生物滤床中,主要进行了除碳和脱氮除碳的探索性试验。论文主要研究结果如下: (1) 载体加工过程中,焙烧是最关键的环节,温度与时间是最主要的影响因素。在合适的焙烧条件下,珍珠岩可形成表面粗糙、多孔(孔尺寸10μm左右)、适合于微生物附着的优良生物载体。该载体湿密度为1.102g/mL,接近于水的密度,易于紊动。 (2) 填充率和紊动强度是影响紊动床生物膜反应器中生物膜厚度、结构以及活性的主要因素。紊动强度不变时,在10%、20%和30%的填充率下,生物膜厚度随着填充率的增大而减小,而生物膜活性则随着填充率的增大而提高。利用载体外表面的紊动床生物膜反应器,生物膜脱落为碰撞引起的连续过程,生物膜更新快,厚度小(<400μm),有利于DO和基质的渗透。当填充率为5%时,在短HRT、高负荷条件下,形成了生物膜与颗粒污泥共存的混合系统。 (3) 应用XEG-5载体的序批式紊动床生物膜反应器,连续4个月的运行结果表明:反应器中生物膜为补丁膜,微生物呈现生物膜与活性污泥共存的特征,造
论文目录:
1 绪论
1.1 生物膜系统理论及研究现状
1.1.1 生物膜
1.1.2 生物载体
1.1.3 生物膜系统的主要过程
1.2 生物膜反应器
1.2.1 生物膜反应器的历史沿革
1.2.2 生物膜反应器的研究现状
1.3 课题来源
1.4 课题研究的意义和主要内容
参考文献
2 新型载体开发
2.1 前言
2.1.1 载体的条件
2.1.2 本研究的目标
2.1.3 理论可行性
2.1.4 载体开发的工艺程序
2.2 材料与方法
2.2.1 原材料物理性状
2.2.2 试验装置及设备
2.2.3 测定方法
2.2.4 实验步骤
2.3 试验结果与分析
2.3.1 载体粒度分布测定结果及相关参数计算
2.3.2 物理性状
2.3.3 微观结构及组分
2.3.4 新型载体与工业膨胀珍珠岩性能比较
2.3.5 载体挂膜试验
2.4 本章小结
参考文献
3 不同填充率下紊动床生物膜反应器的效能及相关研究
3.1 前言
3.2 研究内容
3.3 材料与方法
3.3.1 系统装置
3.3.2 载体
3.3.3 试验方案与操作条件
3.3.4 试验水质
3.3.5 水质测定项目及方法
3.3.6 生物量测定
3.3.7 胞外聚合物的测定
3.3.8 生物相观察
3.4 试验结果与分析
3.4.1 10％和20％填充率时紊动床生物膜反应器运行结果
3.4.2 30％填充率时紊动床生物膜反应器运行结果
3.4.3 5％填充率时紊动床生物膜反应器运行结果
3.4.4 反应器平均效能
3.5 本章小结
参考文献
4 小粒径悬浮载体在紊动床生物膜反应器中的应用
4.1 前言
4.1.1 SBR简介
4.1.2 序批式生物膜反应器(SBBR)
4.2 材料与方法
4.2.1 试验装置与流程
4.2.2 载体
4.2.3 试验水质与操作工艺
4.2.4 测定项目与方法
4.3 试验结果与分析
4.3.1 紊动床SBBR运行效果
4.3.2 生物特征
4.4 本章小结
参考文献
5 紊动床反应器生物膜脱附模型及试验验证
5.1 前言
5.1.1 生物膜脱附的意义、分类及影响因素
5.1.2 活动载体生物膜反应器中脱附机理研究现状
5.1.3 紊动床反应器生物膜脱附理论基础
5.2 碰撞主导的紊动床反应器生物膜脱附机理
5.2.1 碰撞频率
5.2.2 碰撞形成新悬浮生物粒子速率计算
5.2.3 脱附速率
5.3 生物膜脱附速率试验验证结果
5.3.1 填充率与生物膜比脱附率的关系
5.3.2 能量输入与生物膜比脱附率的关系
5.4 结论
参考文献
6 新型载体在复合式生物滤床中的应用
6.1 前言
6.2 材料与方法
6.2.1 系统装置及流程
6.2.2 载体
6.2.3 水质
6.3 试验结果
6.3.1 复合式生物滤床的挂膜试验
6.3.2 复合式生物滤床除碳研究
6.3.3 复合式生物滤床脱氮除碳研究
6.4 本章小结
参考文献
结论
攻读博士学位期间发表的论文和参加的科研工作
致谢
发布时间: 2005-07-19
参考文献
- [1].活性污泥和生物膜复合工艺的特性及运行效能研究[D]. 丁永伟.哈尔滨工业大学2006
- [2].悬浮填料生物膜特性及其处理高浓度有机废水效能研究[D]. 陈胜.哈尔滨工业大学2006
- [3].电—微生物技术处理含重金属离子及难降解有机物废水[D]. 王韬.天津大学2005
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