固定化甲烷八叠球菌方法探究及其在高浓度有机废水处理中的应用

【摘要】： 针对固定化甲烷八叠球菌在厌氧处理高浓度有机废水中存在的缺点，本文首先进行了对新的甲烷八叠球菌固定化方法的探索，然后将固定化菌球运用于高浓度有机废水处理研究。 在处理高浓度有机废水过程中，固定化甲烷八叠球菌能加快对厌氧反应器的启动，比游离细胞具有更高的反应效率且反应比较稳定。在人工废水阶段，固定化组反应器水力停留时间达到了55.68h；平均容积负荷为2.56kgCOD/m~3.d，为非固定化的1.41倍，最高达到4.36 kgCOD/m~3.d；平均COD去除率84.70％，为非固定化的1.12倍；平均产气率1.80L/L.d，为对照的1.799倍，最高日产气率3.2L/L.d。在豆制品废水处理阶段，固定化组的COD平均容积负荷10.02kgCOD/m~3.d，为非固定化组的1.88倍；平均COD去除率85.34％，为非固定化组的1.332倍；平均产气率4.04L/L.d，为非固定化组的2.49倍，最高日产气率可达9.5L/L.d；产气中甲烷含量在76-78％；出水乙酸含量0.2％以下，pH值保持在7.0-7.5。 采用NaNO_3替代硼酸作为交联剂制备固定化菌球，研究表明，此过程对细胞没有任何毒害作用，而且交联彻底。在进行废水厌氧处理中，固定化菌球能够保持较高的强度，不粘连，不溶解，体积膨胀小，菌球漂浮量低。 【关键词】：NaNO_3 固定化菌球 甲烷八叠球菌 厌氧发酵 废水
【学位授予单位】：首都师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：X703
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 一、 前言9-22
• （一） 废水处理方法简介9-15
• 1． 物理处理法9
• 2． 化学处理法9
• 3． 物理化学处理法9-10
• 4． 生物处理法10-15
• 4．1 好氧生物处理技术10-11
• 4．1．1 活性污泥法10-11
• 4．1．2 生物膜法11
• 4．2 厌氧生物处理技术11-15
• 4．2．1 厌氧生物处理过程11-12
• 4．2．1．1 厌氧生物处理原理11-12
• 4．2．1．2 影响厌氧反应的主要因素12
• 4．2．2 厌氧生物处理的优点12-13
• 4．2．3 厌氧生物处理的缺点13
• 4．2．4 厌氧生物处理技术的应用13-14
• 4．2．5 厌氧生物处理技术的发展与前景14-15
• （二） 固定化微生物细胞技术15-20
• 1 固定化微生物技术分类及载体选择15-18
• 1．1 技术分类15-16
• 1．1．1 交联法15-16
• 1．1．2 共价结合法16
• 1．1．3 吸附法16
• 1．1．4 包埋法16
• 1．2 载体的选择16-18
• 1．2．1 无机载体类16-17
• 1．2．2 有机载体类17-18
• 1．2．2．1 天然有机载体类17
• 1．2．2．2 人工合成有机载体类17-18
• 2 固定化微生物细胞在废水处理中的应用18-19
• 2．1 高浓度有机废水的处理18
• 2．2 氨氮废水的处理18-19
• 2．3 难降解物质的处理19
• 2．4 重金属废水的处理19
• 3 固定化微生物细胞技术在废水处理中的应用前景19-20
• （三） 本课题的研究意义、国内外有关动态及前景20-22
• 二、 试验阶段一 固定化方法的探索22-29
• （一） 材料及方法22-25
• 1 培养基配方（/L）22
• 2 反应容器22
• 3 产气量测定及气体分析22-23
• 3．1 产气量的测定22
• 3．2 气体成分分析22
• 3．3 含量测定22-23
• 4 固定化包埋菌球的制备23-25
• 4．1 菌种23-24
• 4．1．1 甲烷八叠球菌富集培养23
• 4．1．2 涂片染色法计算甲烷八叠球菌含量23-24
• 4．1．3 甲烷八叠球菌扩大培养方法24
• 4．2 包埋载体和填充物24
• 4．3 交联剂24
• 4．4 固定化包埋菌球的制备24-25
• 5 固定化甲烷八叠球菌发酵25
• （二） 结果及分析25-28
• 1 初始启动反应25-26
• 2 100ml培养基发酵阶段26-27
• 3 150ml、200ml培养基发酵阶段27
• 4 固定化菌球性能27-28
• （三） 小结28-29
• 三、 实验阶段二 UASB废水反应阶段29-42
• （一） 材料及方法29-32
• 1 废水来源29
• 1．1 人工废水29
• 1．2 豆制品废水29
• 2 反应器29
• 3 接种物29
• 4 污泥的SS、VSS测定29-30
• 5 产气量测定及成分分析30
• 6 有机酸含量测定30-31
• 6．1 峰高外标法定量30
• 6．2 标准样的配制30-31
• 6．3 样品的预处理31
• 6．3．1 初始培养基乙酸浓度测定31
• 6．3．2 进水培养基乙酸浓度测定31
• 6．3．3 出水培养基乙酸浓度测定31
• 7 固定化细胞的制备31
• 8 固定化甲烷八叠球菌发酵31-32
• （二） 结果及分析32-41
• 1 人工废水阶段32-37
• 1．1 水力停留时间（HRT）的变化32
• 1．2 反应器容积负荷和COD去除率的变化32-34
• 1．3 日产气量和pH值变化34-35
• 1．4 气体甲烷含量变化35-36
• 1．5 固定化菌球性能36
• 1．6 结论36-37
• 2 豆制品废水处理阶段37-41
• 2．1 水力停留时间（HRT）的变化37
• 2．2 反应器容积负荷和COD去除率的变化37-39
• 2．3 日产气量变化39-40
• 2．4 pH值变化40
• 2．5 产气中甲烷含量变化40
• 2．6 出水挥发酸含量40-41
• 2．7 固定化菌球的性能41
• （三） 小结41-42
• 四、 总结论42-43
• 五、 参考资料43-45
• 六、 致谢45

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