沸石固定化细胞处理农村生活污水的研究

【摘要】： 缙云沸石属我国少见的钠钙型或钠型斜发沸石,在农村生活污水处理中的研究工作刚刚开始。本课题重点研究缙云斜发沸石吸附水中有机物、氨氮和磷的基本性能,以及不同试验条件对该沸石去除农村生活污水中有机物、氨氮和磷效果的影响。根据缙云斜发沸石的吸附性能,制备改性沸石,研究合适的改性条件以及改性沸石去除有机物、氨氮和磷的效果。同时从农村生活污水中选育、驯化优势降解菌,用改性后的最适沸石为载体进行固定,研究沸石固定化细胞去除农村生活污水中有机物、氨氮和磷的效果及相关因素对有机物、氨氮和磷去除效果的影响,试验结果如下。 缙云斜发沸石的阳离子总交换容量为143mmol/100g。结果表明:沸石对有机物和磷的吸附很好的符合Langmuir吸附等温式,对氨氮的吸附很好的符合Freundlich吸附等温式。 通过静态方法研究了浙江缙云斜发沸石对农村生活污水中有机物、氨氮和磷的去除效果,考察了沸石投加量、接触时间、沸石粒径和污水pH值对有机物、氨氮和磷去除率的影响,采用350℃、450℃和550℃焙烧对沸石进行加热改性,采用NaCl、KCl和CaCl_2对沸石进行无机盐改性。结果表明,改性沸石去除有机物的最适条件是:投加量20g/l,接触时间8h,粒径为36-65目,pH值6.0-7.5,焙烧温度550℃,改性盐类2mol/l的钙盐。应用于农村生活污水处理中,有机物去除率达64.71%。改性沸石去除氨氮的最适条件是:投加量20g/l,接触时间120min,粒径36-65目,pH值3.35-8.32,焙烧温度450℃,改性盐类0.5mol/l的钠盐。应用于农村生活污水处理中,氨氮去除率达99.33%。改性沸石去除磷的最适条件是:投加量10g/l,接触时间120min,粒径为36-65目,pH值5-11,焙烧温度550℃,改性盐类0.2mol/l的钙盐。应用于农村生活污水处理中,磷去除率达73.74%。 通过驯化、培养和筛选出具有高效降解农村生活污水能力的SHJ-1菌。在液体振荡培养条件下,菌体数目培养16h后达到最大值。SHJ-1菌最适生长条件为温度30℃-35℃、pH=7-8。最适条件下,接种量为每100ml废水中投加2.0ml菌液(菌悬液浓度为10~8/ml)时,对有机物、氨氮和磷的去除率分别为39.12%、82.33%和40.18%。 通过沸石、游离菌和沸石固定化细胞处理农村生活污水的比较,发现采用菌体附着载体生长的方法来制备固定化细胞是可行的。实验表明,沸石固定化细胞效果最好,说明该固化技术能够保持改性沸石的最优降污性能,还能发挥优势菌去除有机物、氨氮和磷的活性。 沸石固定化细胞去除有机物、氨氮和磷受温度、pH值、生物沸石投加量和接触时间的影响。沸石固定化细胞处理农村生活污水中的有机物的最优条件为:温度30℃,pH值6,接触时间8h,生物沸石投加量20g/l,有机物去除率为72.41%;去除氨氮的最优条件为:温度30℃,pH值8,接触时间60min,生物沸石投加量15g/l,氨氮去除率为99.72%;去除磷的最优条件为:温度30℃,pH值8,接触时间60min,生物沸石投加量15g/l,磷去除率为89.90%。 【关键词】：沸石 改性 有机物 氨氮 磷 去除率 固定化 农村生活污水
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-16
• 第一章 综述16-28
• 1.1 选题背景16-17
• 1.2 农村生活污水处理的研究现状及趋势17-21
• 1.3 沸石处理农村生活污水的研究进展21-23
• 1.4 固定化细胞处理农村生活污水的研究进展23-25
• 1.5 沸石固定化细胞处理农村生活污水的研究进展25-26
• 1.6 选题的目的及意义26-27
• 1.7 论文研究内容及方法27-28
• 第二章 沸石的特性及处理农村生活污水的实验28-44
• 2.1 材料与方法28-29
• 2.1.1 实验材料28
• 2.1.2 实验方法28-29
• 2.2 结果与分析29-38
• 2.2.1 沸石的阳离子总交换容量(CEC)29-30
• 2.2.2 吸附等温线30-31
• 2.2.3 沸石处理农村生活污水的影响因素实验31-38
• 2.2.3.1 沸石去除农村生活污水中有机物的影响因素实验31-34
• 2.2.3.2 沸石去除农村生活污水中氨氮的影响因素实验34-36
• 2.2.3.3 沸石去除农村生活污水中磷的影响因素实验36-38
• 2.3 讨论38-41
• 2.3.1 沸石吸附容量38
• 2.3.2 吸附等温线38-39
• 2.3.3 实验条件对沸石处理农村生活污水的影响39-41
• 2.3.3.1 实验条件对沸石去除农村生活污水中有机物的影响39-40
• 2.3.3.2 实验条件对沸石去除农村生活污水中氨氮的影响40-41
• 2.3.3.3 实验条件对沸石去除农村生活污水中磷的影响41
• 2.4 结论41-44
• 2.4.1 缙云斜发沸石的阳离子(NH_4~+)总交换容量41
• 2.4.2 各因素对沸石去除农村生活污水中有机物效果的影响41-42
• 2.4.3 各因素对沸石去除农村生活污水中氨氮效果的影响42
• 2.4.4 各因素对沸石去除农村生活污水中磷效果的影响42-44
• 第三章 沸石的改性及处理农村生活污水的实验44-52
• 3.1 材料与方法44-45
• 3.1.1 实验材料44
• 3.1.2 实验方法44-45
• 3.1.3 分析方法45
• 3.2 结果与分析45-49
• 3.2.1 加热改性45-46
• 3.2.1.1 加热改性对去除有机物的影响实验45-46
• 3.2.1.2 加热改性对去除氨氮的影响实验46
• 3.2.1.3 加热改性对去除磷的影响实验46
• 3.2.2 无机盐改性46-49
• 3.2.2.1 无机盐改性对去除有机物的影响实验46-47
• 3.2.2.2 无机盐改性对去除氨氮的影响实验47-48
• 3.2.2.3 无机盐改性对去除磷的影响实验48-49
• 3.3 讨论49-50
• 3.3.1 加热改性对处理农村生活污水效果的影响49
• 3.3.1.1 加热改性对沸石去除有机物效果的影响49
• 3.3.1.2 加热改性对沸石去除氨氮效果的影响49
• 3.3.1.3 加热改性对沸石去除磷效果的影响49
• 3.3.2 无机盐改性对处理农村生活污水效果的影响49-50
• 3.3.2.1 无机盐改性对沸石去除有机物效果的影响50
• 3.3.2.2 无机盐改性对沸石去除氨氮效果的影响50
• 3.3.2.3 无机盐改性对沸石去除磷效果的影响50
• 3.4 结论50-52
• 3.4.1 去除农村生活污水中有机物的沸石改性50-51
• 3.4.2 去除农村生活污水中氨氮的沸石改性51
• 3.4.3 去除农村生活污水中磷的沸石改性51-52
• 第四章 农村生活污水中高效降解菌的选育研究52-58
• 4.1 实验材料52
• 4.2 实验方法52-54
• 4.2.1 微生物的初步分离52-53
• 4.2.2 微生物的纯化53
• 4.2.3 菌种的筛选53
• 4.2.4 生物降解能力比较实验53
• 4.2.5 高效降解菌的再分离与鉴定53-54
• 4.3 结果与分析54-56
• 4.3.1 农村生活污水主要菌种的菌落形态及菌体外观54
• 4.3.2 菌种的分离及降解能力54-56
• 4.3.3 高效降解菌的再分离与鉴定56
• 4.4 讨论56-57
• 4.5 结论57-58
• 第五章 SHJ-1高效菌初步鉴定及性能研究58-63
• 5.1 实验材料58
• 5.2 实验方法58-59
• 5.3 结果与分析59-62
• 5.3.1 菌体及菌落形态特点59
• 5.3.2 生长曲线59-60
• 5.3.3 菌种处理农村生活污水影响因素实验60-62
• 5.3.3.1 pH值的影响60-61
• 5.3.3.2 温度的影响61
• 5.3.3.3 菌体接种量的影响61-62
• 5.4 讨论62
• 5.4.1 pH值对菌株处理农村生活污水的影响62
• 5.4.2 温度对菌株处理农村生活污水的影响62
• 5.4.3 菌体接种量对菌株处理农村生活污水的影响62
• 5.5 结论62-63
• 第六章 沸石固定化细胞的制备及处理农村生活污水的实验63-74
• 6.1 材料与方法63-64
• 6.1.1 实验材料和菌株63
• 6.1.2 固定化细胞制备及生长曲线的绘制63-64
• 6.1.3 细胞去污实验方法64
• 6.1.4 分析方法64
• 6.2 结果与分析64-72
• 6.2.1 固定化细胞的制备64-65
• 6.2.2 接触时间对固定化细胞降解率的影响实验65-66
• 6.2.3 pH值对固定化细胞降解率的影响实验66-68
• 6.2.4 温度对固定化细胞降解率的影响实验68
• 6.2.5 固定化细胞多因素试验68-71
• 6.2.5.1 正交试验68-69
• 6.2.5.2 正交试验设计及结果69-71
• 6.2.5.3 最佳处理条件的确定71
• 6.2.6 最优条件下沸石固定化细胞处理实验71-72
• 6.2.7 不同方式处理农村生活污水效果的比较72
• 6.3 讨论72-73
• 6.3.1 固定化细胞的制备72
• 6.3.2 接触时间对固定化细胞降解率的影响72-73
• 6.3.3 pH值对固定化细胞降解率的影响73
• 6.3.4 温度对固定化细胞降解率的影响73
• 6.4 结论73-74
• 第七章 固定化细胞处理农村生活污水的应用探讨74-75
• 参考文献75-82
• 致谢82-83
• 附录: 攻读学位期间的科研成果83

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