沸石固定化細(xì)胞處理農(nóng)村生活污水的研究

【摘要】： 縉云沸石屬我國少見的鈉鈣型或鈉型斜發(fā)沸石,在農(nóng)村生活污水處理中的研究工作剛剛開始。本課題重點(diǎn)研究縉云斜發(fā)沸石吸附水中有機(jī)物、氨氮和磷的基本性能,以及不同試驗(yàn)條件對(duì)該沸石去除農(nóng)村生活污水中有機(jī)物、氨氮和磷效果的影響。根據(jù)縉云斜發(fā)沸石的吸附性能,制備改性沸石,研究合適的改性條件以及改性沸石去除有機(jī)物、氨氮和磷的效果。同時(shí)從農(nóng)村生活污水中選育、馴化優(yōu)勢降解菌,用改性后的最適沸石為載體進(jìn)行固定,研究沸石固定化細(xì)胞去除農(nóng)村生活污水中有機(jī)物、氨氮和磷的效果及相關(guān)因素對(duì)有機(jī)物、氨氮和磷去除效果的影響,試驗(yàn)結(jié)果如下。 縉云斜發(fā)沸石的陽離子總交換容量為143mmol/100g。結(jié)果表明:沸石對(duì)有機(jī)物和磷的吸附很好的符合Langmuir吸附等溫式,對(duì)氨氮的吸附很好的符合Freundlich吸附等溫式。 通過靜態(tài)方法研究了浙江縉云斜發(fā)沸石對(duì)農(nóng)村生活污水中有機(jī)物、氨氮和磷的去除效果,考察了沸石投加量、接觸時(shí)間、沸石粒徑和污水pH值對(duì)有機(jī)物、氨氮和磷去除率的影響,采用350℃、450℃和550℃焙燒對(duì)沸石進(jìn)行加熱改性,采用NaCl、KCl和CaCl_2對(duì)沸石進(jìn)行無機(jī)鹽改性。結(jié)果表明,改性沸石去除有機(jī)物的最適條件是:投加量20g/l,接觸時(shí)間8h,粒徑為36-65目,pH值6.0-7.5,焙燒溫度550℃,改性鹽類2mol/l的鈣鹽。應(yīng)用于農(nóng)村生活污水處理中,有機(jī)物去除率達(dá)64.71%。改性沸石去除氨氮的最適條件是:投加量20g/l,接觸時(shí)間120min,粒徑36-65目,pH值3.35-8.32,焙燒溫度450℃,改性鹽類0.5mol/l的鈉鹽。應(yīng)用于農(nóng)村生活污水處理中,氨氮去除率達(dá)99.33%。改性沸石去除磷的最適條件是:投加量10g/l,接觸時(shí)間120min,粒徑為36-65目,pH值5-11,焙燒溫度550℃,改性鹽類0.2mol/l的鈣鹽。應(yīng)用于農(nóng)村生活污水處理中,磷去除率達(dá)73.74%。 通過馴化、培養(yǎng)和篩選出具有高效降解農(nóng)村生活污水能力的SHJ-1菌。在液體振蕩培養(yǎng)條件下,菌體數(shù)目培養(yǎng)16h后達(dá)到最大值。SHJ-1菌最適生長條件為溫度30℃-35℃、pH=7-8。最適條件下,接種量為每100ml廢水中投加2.0ml菌液(菌懸液濃度為10~8/ml)時(shí),對(duì)有機(jī)物、氨氮和磷的去除率分別為39.12%、82.33%和40.18%。 通過沸石、游離菌和沸石固定化細(xì)胞處理農(nóng)村生活污水的比較,發(fā)現(xiàn)采用菌體附著載體生長的方法來制備固定化細(xì)胞是可行的。實(shí)驗(yàn)表明,沸石固定化細(xì)胞效果最好,說明該固化技術(shù)能夠保持改性沸石的最優(yōu)降污性能,還能發(fā)揮優(yōu)勢菌去除有機(jī)物、氨氮和磷的活性。 沸石固定化細(xì)胞去除有機(jī)物、氨氮和磷受溫度、pH值、生物沸石投加量和接觸時(shí)間的影響。沸石固定化細(xì)胞處理農(nóng)村生活污水中的有機(jī)物的最優(yōu)條件為:溫度30℃,pH值6,接觸時(shí)間8h,生物沸石投加量20g/l,有機(jī)物去除率為72.41%;去除氨氮的最優(yōu)條件為:溫度30℃,pH值8,接觸時(shí)間60min,生物沸石投加量15g/l,氨氮去除率為99.72%;去除磷的最優(yōu)條件為:溫度30℃,pH值8,接觸時(shí)間60min,生物沸石投加量15g/l,磷去除率為89.90%。 【關(guān)鍵詞】：沸石 改性 有機(jī)物 氨氮 磷 去除率 固定化 農(nóng)村生活污水
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-16
• 第一章 綜述16-28
• 1.1 選題背景16-17
• 1.2 農(nóng)村生活污水處理的研究現(xiàn)狀及趨勢17-21
• 1.3 沸石處理農(nóng)村生活污水的研究進(jìn)展21-23
• 1.4 固定化細(xì)胞處理農(nóng)村生活污水的研究進(jìn)展23-25
• 1.5 沸石固定化細(xì)胞處理農(nóng)村生活污水的研究進(jìn)展25-26
• 1.6 選題的目的及意義26-27
• 1.7 論文研究內(nèi)容及方法27-28
• 第二章 沸石的特性及處理農(nóng)村生活污水的實(shí)驗(yàn)28-44
• 2.1 材料與方法28-29
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料28
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)方法28-29
• 2.2 結(jié)果與分析29-38
• 2.2.1 沸石的陽離子總交換容量(CEC)29-30
• 2.2.2 吸附等溫線30-31
• 2.2.3 沸石處理農(nóng)村生活污水的影響因素實(shí)驗(yàn)31-38
• 2.2.3.1 沸石去除農(nóng)村生活污水中有機(jī)物的影響因素實(shí)驗(yàn)31-34
• 2.2.3.2 沸石去除農(nóng)村生活污水中氨氮的影響因素實(shí)驗(yàn)34-36
• 2.2.3.3 沸石去除農(nóng)村生活污水中磷的影響因素實(shí)驗(yàn)36-38
• 2.3 討論38-41
• 2.3.1 沸石吸附容量38
• 2.3.2 吸附等溫線38-39
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)條件對(duì)沸石處理農(nóng)村生活污水的影響39-41
• 2.3.3.1 實(shí)驗(yàn)條件對(duì)沸石去除農(nóng)村生活污水中有機(jī)物的影響39-40
• 2.3.3.2 實(shí)驗(yàn)條件對(duì)沸石去除農(nóng)村生活污水中氨氮的影響40-41
• 2.3.3.3 實(shí)驗(yàn)條件對(duì)沸石去除農(nóng)村生活污水中磷的影響41
• 2.4 結(jié)論41-44
• 2.4.1 縉云斜發(fā)沸石的陽離子(NH_4~+)總交換容量41
• 2.4.2 各因素對(duì)沸石去除農(nóng)村生活污水中有機(jī)物效果的影響41-42
• 2.4.3 各因素對(duì)沸石去除農(nóng)村生活污水中氨氮效果的影響42
• 2.4.4 各因素對(duì)沸石去除農(nóng)村生活污水中磷效果的影響42-44
• 第三章 沸石的改性及處理農(nóng)村生活污水的實(shí)驗(yàn)44-52
• 3.1 材料與方法44-45
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料44
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)方法44-45
• 3.1.3 分析方法45
• 3.2 結(jié)果與分析45-49
• 3.2.1 加熱改性45-46
• 3.2.1.1 加熱改性對(duì)去除有機(jī)物的影響實(shí)驗(yàn)45-46
• 3.2.1.2 加熱改性對(duì)去除氨氮的影響實(shí)驗(yàn)46
• 3.2.1.3 加熱改性對(duì)去除磷的影響實(shí)驗(yàn)46
• 3.2.2 無機(jī)鹽改性46-49
• 3.2.2.1 無機(jī)鹽改性對(duì)去除有機(jī)物的影響實(shí)驗(yàn)46-47
• 3.2.2.2 無機(jī)鹽改性對(duì)去除氨氮的影響實(shí)驗(yàn)47-48
• 3.2.2.3 無機(jī)鹽改性對(duì)去除磷的影響實(shí)驗(yàn)48-49
• 3.3 討論49-50
• 3.3.1 加熱改性對(duì)處理農(nóng)村生活污水效果的影響49
• 3.3.1.1 加熱改性對(duì)沸石去除有機(jī)物效果的影響49
• 3.3.1.2 加熱改性對(duì)沸石去除氨氮效果的影響49
• 3.3.1.3 加熱改性對(duì)沸石去除磷效果的影響49
• 3.3.2 無機(jī)鹽改性對(duì)處理農(nóng)村生活污水效果的影響49-50
• 3.3.2.1 無機(jī)鹽改性對(duì)沸石去除有機(jī)物效果的影響50
• 3.3.2.2 無機(jī)鹽改性對(duì)沸石去除氨氮效果的影響50
• 3.3.2.3 無機(jī)鹽改性對(duì)沸石去除磷效果的影響50
• 3.4 結(jié)論50-52
• 3.4.1 去除農(nóng)村生活污水中有機(jī)物的沸石改性50-51
• 3.4.2 去除農(nóng)村生活污水中氨氮的沸石改性51
• 3.4.3 去除農(nóng)村生活污水中磷的沸石改性51-52
• 第四章 農(nóng)村生活污水中高效降解菌的選育研究52-58
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料52
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法52-54
• 4.2.1 微生物的初步分離52-53
• 4.2.2 微生物的純化53
• 4.2.3 菌種的篩選53
• 4.2.4 生物降解能力比較實(shí)驗(yàn)53
• 4.2.5 高效降解菌的再分離與鑒定53-54
• 4.3 結(jié)果與分析54-56
• 4.3.1 農(nóng)村生活污水主要菌種的菌落形態(tài)及菌體外觀54
• 4.3.2 菌種的分離及降解能力54-56
• 4.3.3 高效降解菌的再分離與鑒定56
• 4.4 討論56-57
• 4.5 結(jié)論57-58
• 第五章 SHJ-1高效菌初步鑒定及性能研究58-63
• 5.1 實(shí)驗(yàn)材料58
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方法58-59
• 5.3 結(jié)果與分析59-62
• 5.3.1 菌體及菌落形態(tài)特點(diǎn)59
• 5.3.2 生長曲線59-60
• 5.3.3 菌種處理農(nóng)村生活污水影響因素實(shí)驗(yàn)60-62
• 5.3.3.1 pH值的影響60-61
• 5.3.3.2 溫度的影響61
• 5.3.3.3 菌體接種量的影響61-62
• 5.4 討論62
• 5.4.1 pH值對(duì)菌株處理農(nóng)村生活污水的影響62
• 5.4.2 溫度對(duì)菌株處理農(nóng)村生活污水的影響62
• 5.4.3 菌體接種量對(duì)菌株處理農(nóng)村生活污水的影響62
• 5.5 結(jié)論62-63
• 第六章 沸石固定化細(xì)胞的制備及處理農(nóng)村生活污水的實(shí)驗(yàn)63-74
• 6.1 材料與方法63-64
• 6.1.1 實(shí)驗(yàn)材料和菌株63
• 6.1.2 固定化細(xì)胞制備及生長曲線的繪制63-64
• 6.1.3 細(xì)胞去污實(shí)驗(yàn)方法64
• 6.1.4 分析方法64
• 6.2 結(jié)果與分析64-72
• 6.2.1 固定化細(xì)胞的制備64-65
• 6.2.2 接觸時(shí)間對(duì)固定化細(xì)胞降解率的影響實(shí)驗(yàn)65-66
• 6.2.3 pH值對(duì)固定化細(xì)胞降解率的影響實(shí)驗(yàn)66-68
• 6.2.4 溫度對(duì)固定化細(xì)胞降解率的影響實(shí)驗(yàn)68
• 6.2.5 固定化細(xì)胞多因素試驗(yàn)68-71
• 6.2.5.1 正交試驗(yàn)68-69
• 6.2.5.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果69-71
• 6.2.5.3 最佳處理?xiàng)l件的確定71
• 6.2.6 最優(yōu)條件下沸石固定化細(xì)胞處理實(shí)驗(yàn)71-72
• 6.2.7 不同方式處理農(nóng)村生活污水效果的比較72
• 6.3 討論72-73
• 6.3.1 固定化細(xì)胞的制備72
• 6.3.2 接觸時(shí)間對(duì)固定化細(xì)胞降解率的影響72-73
• 6.3.3 pH值對(duì)固定化細(xì)胞降解率的影響73
• 6.3.4 溫度對(duì)固定化細(xì)胞降解率的影響73
• 6.4 結(jié)論73-74
• 第七章 固定化細(xì)胞處理農(nóng)村生活污水的應(yīng)用探討74-75
• 參考文獻(xiàn)75-82
• 致謝82-83
• 附錄: 攻讀學(xué)位期間的科研成果83

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