嗜鹽菌—改性燒結(jié)膜聯(lián)用技術(shù)處理含鹽生活污水的效能研究

【摘要】：隨著工業(yè)以及海水利用的發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多的含鹽廢水，由于該類廢水難以處理，已成為不可忽視的污染源。膜生物反應(yīng)器近年來應(yīng)用于含鹽廢水處理中產(chǎn)生了很好的效果。但是，利用膜生物反應(yīng)器處理含鹽廢水還面臨一些問題：如活性污泥難以馴化以及就是膜易污染，難于清洗等。因此，為了強(qiáng)化MBR對(duì)含鹽廢水的處理，本研究首次提出了嗜鹽菌—改性燒結(jié)膜聯(lián)用工藝，并研究了該工藝的廢水的處理效果。該工藝主要從兩方面對(duì)膜生物反應(yīng)器進(jìn)行了改進(jìn)：一方面是馴化、篩選嗜鹽菌，將其投入到膜生物反應(yīng)器中；另一方面是使用改性超高分子量聚乙烯燒結(jié)膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的膜組件。 首先從MBR工藝培養(yǎng)馴化出的耐鹽活性污泥中分離出7株優(yōu)勢(shì)耐鹽菌，命名為NY1，NY2…NY7。菌株NY6在鹽度為0～6%的情況下受鹽度的影響較小，并且在鹽度為2%時(shí)COD去除率較高，因此選擇對(duì)NY6進(jìn)行進(jìn)一步的生理生化鑒定和16s rDNA序列同源性分析，試驗(yàn)結(jié)果表明：NY6屬于Bacillus，并且與Bacillus aerius具有最近的同源性，相似性為99%。由于菌株NY6的最適鹽度為2%，因此，該菌株為輕度嗜鹽菌。通過生長(zhǎng)因子影響實(shí)驗(yàn)可以得出NY6的最適pH為6，最適溫度為37℃，最適C:N:P為100:5:1，最適碳源為葡萄糖。并對(duì)該菌株進(jìn)行了耐鹽機(jī)理的初步研究，當(dāng)廢水中的鹽度小于2%時(shí)，該菌株主要通過積累大量的K+來抵抗外界的高滲環(huán)境。當(dāng)廢水中鹽度大于2%時(shí)，該環(huán)境不適合菌株NY6生長(zhǎng)，則該菌株主要通過產(chǎn)生大量的芽孢抵抗外界不良環(huán)境。 其次是對(duì)用于膜生物反應(yīng)器的膜組件進(jìn)行改進(jìn)，本實(shí)驗(yàn)主要利用改性超高分子量聚乙烯（UHMWPE）燒結(jié)膜替代傳統(tǒng)的膜組件，以提高抗污染性能。為了得到過濾效果最好以及抗壓能力強(qiáng)的改性燒結(jié)膜，本研究針對(duì)改性燒結(jié)膜的過濾效果和抗壓能力分別進(jìn)行了表征。首先分別制得60目，120目，200目三種不同粒徑UHMWPE燒結(jié)膜，通過掃描電鏡觀察，UHMWPE粒徑為200目的燒結(jié)膜具有的最小孔徑，孔徑為1～50μm。因此，主要針對(duì)粒徑為200目的UHMWPE燒結(jié)膜進(jìn)行改性。通過掃描電鏡觀察，經(jīng)過納米二氧化硅改性的燒結(jié)膜的膜孔顯著減小，而經(jīng)過活性碳改性的燒結(jié)膜的膜孔并未有明顯化。為了進(jìn)一步確定改性燒結(jié)膜的過濾效果。本實(shí)驗(yàn)同時(shí)測(cè)定了未改性以及改性后的幾種膜的過濾精度，結(jié)果表明，經(jīng)過納米SiO2改性，UHMWPE粒徑為200目的燒結(jié)膜過濾精度最高。其次本實(shí)驗(yàn)測(cè)定了不同種膜的抗壓強(qiáng)度，經(jīng)過測(cè)試，壁厚為23mm，UHMWPE顆粒粒徑為200目的納米二氧化硅改性燒結(jié)膜的具有最高的抗壓強(qiáng)度。因此本實(shí)驗(yàn)選擇壁厚（B23），粒度200目的納米二氧化硅改性燒結(jié)膜作為嗜鹽菌—燒結(jié)膜聯(lián)用膜生物反應(yīng)器的膜組件。 最后將分離出的菌株NY6擴(kuò)大培養(yǎng)，并投加到膜生物反應(yīng)器的活性污泥中。利用經(jīng)過改性后的燒結(jié)膜組件替代傳統(tǒng)膜組件，制成嗜鹽菌—改性燒結(jié)膜聯(lián)用膜生物反應(yīng)器。反應(yīng)器經(jīng)過兩個(gè)月的運(yùn)行其COD、氨氮和BOD5的去除率均達(dá)到穩(wěn)定分別達(dá)到92.8％、74%和96%，與傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器相比有明顯的提高。 【關(guān)鍵詞】：含鹽廢水 膜生物反應(yīng)器 輕度嗜鹽菌 燒結(jié)膜
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：X799.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-27
• 1.1 水資源現(xiàn)狀與含鹽廢水的產(chǎn)生11-12
• 1.1.1 水資源現(xiàn)狀11
• 1.1.2 含鹽廢水的產(chǎn)生11-12
• 1.2 含鹽廢水的國(guó)內(nèi)外生物處理研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 膜生物反應(yīng)器17-26
• 1.3.1 膜生物反應(yīng)器的發(fā)展歷程17-19
• 1.3.2 膜生物反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)19-20
• 1.3.3 鹽度對(duì)膜生物反應(yīng)器的影響20-21
• 1.3.4 膜生物反應(yīng)器處理含鹽廢水的改進(jìn)21-26
• 1.4 研究燒結(jié)膜以及耐鹽芽孢桿菌的目的、意義以及內(nèi)容26-27
• 1.4.1 課題研究的目的以及意義26
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容26-27
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料和方法27-39
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料和藥品27-28
• 2.1.1 菌體來源27
• 2.1.2 培養(yǎng)基27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置28-31
• 2.2.1 傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器裝置28-29
• 2.2.2 膜合成設(shè)備29
• 2.2.3 膜表征設(shè)備29
• 2.2.4 膜通量測(cè)定儀器29-30
• 2.2.5 耐鹽菌-燒結(jié)膜聯(lián)用膜生物反應(yīng)器30-31
• 2.3 試驗(yàn)方法31-38
• 2.3.1 傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行與分析31-32
• 2.3.2 微生物的分離、純化以及生理生化鑒定32-37
• 2.3.3 燒結(jié)膜的制備、改性以及表征37-38
• 2.3.4 耐鹽菌-燒結(jié)膜聯(lián)用膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 第3章 微生物的分離與鑒定39-49
• 3.1 引言39-40
• 3.2 普通膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行情況40
• 3.3 微生物的分離純化及生理生化鑒定40-46
• 3.3.1 活性污泥的預(yù)處理40-41
• 3.3.2 富集和分純41
• 3.3.3 菌株的優(yōu)選41-42
• 3.3.4 菌株 NY6 的生長(zhǎng)曲線42-43
• 3.3.5 菌株的生理生化鑒定43
• 3.3.6 菌株 NY6 序列的測(cè)序43-44
• 3.3.7 進(jìn)化樹分析44-46
• 3.4 菌株生長(zhǎng)參數(shù)的初步研究46
• 3.5 耐鹽機(jī)理的初步研究46-48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 第4章 燒結(jié)膜的制作改性以及表征49-64
• 4.1 引言49
• 4.2 燒結(jié)膜以及改性燒結(jié)膜的制作49-50
• 4.3 燒結(jié)膜微結(jié)構(gòu)的表征50-62
• 4.3.1 普通膜的 SEM 分析50-51
• 4.3.2 改性膜的 SEM 分析51-52
• 4.3.3 膜的 EDS 分析52-54
• 4.3.4 燒結(jié)膜的過濾精度的測(cè)試54-55
• 4.3.5 燒結(jié)膜的機(jī)械強(qiáng)度表征55-61
• 4.3.6 耐鹽菌—改性燒結(jié)膜聯(lián)用技術(shù)處理含鹽生活污水的研究61-62
• 4.4 結(jié)論62-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果71-72
• 致謝72

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