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环境工程学报 2015年第5期9卷 2227-2231页

作者：狄军贞江富戴男男朱志涛辽宁工程技术大学建筑工程学院阜新123000

采用玉米芯为碳源,聚乙烯醇(PVA)为包埋载体,饱和硼酸(H3BO3)为交联剂,研究了硫酸盐还原菌污泥(SRBS)、铁屑、麦饭石共固处理合成煤矿酸性废水的最优配比与机理,并分析了固定化过程中小球稳定性及活性的变化规律。实验结果表明,SRBS投... 详细信息

采用玉米芯为碳源,聚乙烯醇(PVA)为包埋载体,饱和硼酸(H3BO3)为交联剂,研究了硫酸盐还原菌污泥(SRBS)、铁屑、麦饭石共固处理合成煤矿酸性废水的最优配比与机理,并分析了固定化过程中小球稳定性及活性的变化规律。实验结果表明,SRBS投加量是影响处理效果的最显著因子,当投加30%SRBS、2%铁屑、3%麦饭石时SO2-4、Mn2+去除率分别为94.13%和84.39%,溶液p H为7.03,未检测出Fe2+;随着交联时间的延长,小球膨胀率及SO2-4还原率分别呈线性与指数下降,从保持小球稳定性与活性角度考虑,可将交联时间设定为4~8 h;该法可为市政污泥的处置以及生物法处理煤矿酸性废水的工程应用提供技术参考。

关键词：玉米芯硫酸盐还原菌污泥铁屑麦饭石煤矿酸性废水

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玉米芯为碳源固定化硫酸盐还原菌污泥代谢特性

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环境工程学报 2015年第4期9卷 1687-1692页

作者：狄军贞江富朱志涛戴男男辽宁工程技术大学建筑工程学院阜新123000

以聚乙烯醇为包埋载体,饱和硼酸为交联剂,制作了玉米芯为内聚缓释碳源的固定化硫酸盐还原菌污泥颗粒。通过厌氧批实验研究了在模拟酸性矿山废水(AMD)条件下玉米芯含量、初始SO2-4和Mn2+负荷以及p H对固定化颗粒代谢特性的影响,初步分析... 详细信息

以聚乙烯醇为包埋载体,饱和硼酸为交联剂,制作了玉米芯为内聚缓释碳源的固定化硫酸盐还原菌污泥颗粒。通过厌氧批实验研究了在模拟酸性矿山废水(AMD)条件下玉米芯含量、初始SO2-4和Mn2+负荷以及p H对固定化颗粒代谢特性的影响,初步分析了固定化颗粒处理AMD的机理及可行性。实验结果表明,玉米芯在微生物作用下快速水解并产生有机物累积后,固定化颗粒才能迅速还原SO2-4,且玉米芯含量≤5%时硫酸盐还原率与玉米芯含量成正相关,玉米芯的水解会略微降低体系的p H;初始SO2-4浓度通过改变体系中COD/SO2-4和颗粒内外的浓度差影响固定化颗粒的代谢过程,而对玉米芯水解的影响不显著。初始p H为2~6和Mn2+浓度≤55 mg/L时对固定化颗粒活性抑制作用不明显,初始p H越低越利于玉米芯的水解和颗粒形成良好的孔隙结构;颗粒对Mn2+的去除机理是一种不依赖微生物活性的快速化学吸附作用,可用伪二级动力学模型描述吸附过程(R2=0.995)。

关键词：玉米芯硫酸盐还原菌污泥麦饭石固定化颗粒代谢性能

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内聚玉米芯固定化SRB污泥PRB系统修复煤矿酸性废水研究

内聚玉米芯固定化SRB污泥PRB系统修复煤矿酸性废水研究

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作者：江富辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

近年来随着我国煤炭工业的快速发展,酸性矿井水污染日趋严重,矿区水资源供需的矛盾和生态环境的恶化已严重制约了煤炭工业的可持续性发展。因此,实现煤矿酸性废水(AMD)的清洁排放、循环利用具有重大意义。当前,以硫酸盐还原菌(SRB)为核... 详细信息

近年来随着我国煤炭工业的快速发展,酸性矿井水污染日趋严重,矿区水资源供需的矛盾和生态环境的恶化已严重制约了煤炭工业的可持续性发展。因此,实现煤矿酸性废水(AMD)的清洁排放、循环利用具有重大意义。当前,以硫酸盐还原菌(SRB)为核心的新工艺已在有机废水、酸性废水和电镀废水等研究领域取得了较大进展。应用SRB技术处理AMD业已成为该领域发展的新趋势。本论文基于微生物固定化技术,采用碳源缓释原理,即在水解微生物作用下分解玉米芯的方法为SRB提供代谢碳源,并在固定化凝胶中加入铁屑和麦饭石,营造SRB适宜的微环境。通过正交试验确定固定化过程中的最优基质配比,考察交联化方法和交联时间对颗粒催化活性和操作稳定性的影响。通过厌氧批次试验研究玉米芯内聚量和AMD污染负荷率对颗粒代谢的影响,并分析颗粒处理能力以及活化颗粒对Mn的响应变化。最后,以固定化颗粒为介质构建原位修复装置,讨论AMD原位修复的可行性和有效性。所得主要结论如下：(1)采用聚乙烯醇—硼酸包埋固定法,颗粒的最优基质配比为30%SRB污泥、2%铁屑、3%麦饭石。颗粒膨胀率、活性与交联时间分别呈线性负相关、一介衰减指数相关,从保持颗粒稳定性与活性角度出发可将交联时间设定为4-8h。(2)缓释碳源玉米芯水解引起有机物累积的平均速率为932mg/(L-d),最大累积量为478mgCOD/10g颗粒,固定化颗粒在pH值为2-6和Mn浓度小于55mg/L的AMD中都具有良好的活性,可用伪二级动力学模型描述颗粒对Mn的吸附过程(R2=0.995)。Mn吸附曲线能同时较好的符合Langmuir (R2=0.983)和Frundlich (R2=0.996)模型,最大理论吸附量为0.998mg/g。(3)活化颗粒还原S042-的最大还原速率为94.88mg/(L·d),一级反应动力学模型能较好的描述还原过程(R2=0.962,k/=0.0997h)。高浓度Mn能抑制颗粒提升pH值能力,在浓度梯度作用下Mn扩散进入颗粒内,可直接降低SRB活性,减小S042-还原速率,同时也对水解微生物产生冲击。(4)UAPB与PRB均具有较强的pH提升能力,但是,UAPB出水OD600值增加显著,出水浑浊,玉米芯在UAPB中的水解受污染负荷变化影响较大,有机物的急剧累积和快速消耗降低了该系统对S042-处理的稳定性。PRB具有很慢的抗冲击能力,有机物累积存在稳定期,约1000mg/L,SO42的最大还原速率为1256mg/(L·d)。对TFe的去除率为99.9%以上,在固定化颗粒吸附位饱和之后,依据生化作用对Mn的去除速率为3.74mg/(L·d)。以上研究表明,在固定化过程中将玉米芯内聚,采用污泥中混合菌落多样的代谢能力,较好的实现了碳源缓释与污染物去除的同步进行,以该固定化颗粒为填料的PRB系统可成为AMD原位处理的有效方法。

关键词：玉米芯麦饭石硫酸盐还原菌污泥微生物固定化活化颗粒煤矿酸性废水可渗透反应墙

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内聚营养源SRB污泥固定化技术处理高浓度含锌废水

内聚营养源SRB污泥固定化技术处理高浓度含锌废水

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作者：唐宁中南大学

学位级别：硕士

硫酸盐还原菌(SRB)在处理有机废水、矿山酸性废水(AMD)、电镀废水等方面研究取得了较大进展,此方法具有“以废治废”、处理重金属种类多、处理彻底、处理潜力大等特点,但也暴露了一些缺陷,如营养源不能被生物充分利用,出水COD值高,金属... 详细信息

硫酸盐还原菌(SRB)在处理有机废水、矿山酸性废水(AMD)、电镀废水等方面研究取得了较大进展,此方法具有“以废治废”、处理重金属种类多、处理彻底、处理潜力大等特点,但也暴露了一些缺陷,如营养源不能被生物充分利用,出水COD值高,金属离子的毒害作用影响处理效果等。固定化微生物技术使得微生物经固定化后,对有毒物质的承受能力及降解能力都有明显提高,已在一些特种废水处理领域获得应用。SRB污泥法将SRB包裹在微生物絮体(或颗粒)内,自然形成的微生物絮体或颗粒污泥,其可以看成是SRB固定化生物技术的雏形。但真正意义上的SRB固定化技术的研究较少。本研究提出的内聚营养源与SRB污泥共固技术未见报道。内聚营养源SRB污泥固定化新技术基于对SRB污泥在处理重金属废水过程中内、外环境营造,以期在苛刻外环境下(酸性、金属离子等)能够快速、高效处理重金属废水,同时,极大降低出水有机物量,避免外加营养源带来的二次污染,通过先将高效SRB污泥固定,在进行营养源的内聚,制备内聚营养源SRB污泥小球,来达到去除废水中重金属离子的目的。本文通过对小球性能进行优化,研究了内聚营养源SRB污泥固定化技术处理含锌硫酸盐废水的工艺参数,探讨了内聚源共固机理及Zn(Ⅱ)去除原理,建立了底物(Zn(Ⅱ))去除动力学模型,并测定了模型中的参数。首先将好氧活性污泥在Postgate’s C培养基中进行厌氧驯化,成功获得了富含SRB的改性活性污泥。采用MPN法分析改性活性污泥过程中微生物组成及分布比例的变化,更好地解释了硫酸盐还原菌(SRB)与产甲烷菌(MPB)相互竞争营养源的过程。同时,采用TTC-DHA法测定污泥的脱氢酶活性,并探讨脱氢酶活性与细菌数的相关性,证明可用脱氢酶来表征细菌数。选用聚乙烯醇为包埋剂,制备了内聚营养源SRB污泥固定化小球,逐步从小球的机械强度、传质性能、成球难易角度,考察了添加CA、SiO、CaCO、PAC对小球性能参数的影响,进一步改善交联剂硼酸的pH及添加金属盐对交联过程的影响,探索了固定化SRB污

关键词：硫酸盐还原菌污泥内聚营养源固定化技术含锌废水

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改性麦饭石固定化SRB污泥颗粒修复煤矿酸性废水研究

改性麦饭石固定化SRB污泥颗粒修复煤矿酸性废水研究

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作者：朱志涛辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

本论文针对我国煤矿酸性废水(Acid Coal Mine Drainage,ACMD)腐蚀性强、锰硫含量高的特点,基于微生物固定化技术,采用改性麦饭石作为主要基质成分,通过与硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria,SRB)污泥的有机结合,制成改性麦饭石固定... 详细信息

本论文针对我国煤矿酸性废水(Acid Coal Mine Drainage,ACMD)腐蚀性强、锰硫含量高的特点,基于微生物固定化技术,采用改性麦饭石作为主要基质成分,通过与硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria,SRB)污泥的有机结合,制成改性麦饭石固定化SRB污泥颗粒对ACMD进行处理。首先,通过正交和响应曲面实验,对颗粒进行组成含量优化及成分相关性分析;其次,通过静态续批实验,对颗粒进行离子响应及动力学特性分析;最后,通过动态连续柱实验,对颗粒去除效能和抗污染负荷变化能力进行了分析。主要结论如下:(1)颗粒受麦饭石的影响及其制备优化研究表明,采用PVC—硼酸包埋交联法制作改性麦饭石固定化颗粒,颗粒具有一定的抵抗酸碱盐的能力,并且麦饭石对颗粒的物理稳定性和生物活性具有一定的促进作用。采用正交试验确定颗粒成分最优配比为SRB污泥30%,玉米芯5%,铁屑5%。采用响应曲面法确定麦饭石因素的最优条件为改性麦饭石投量15%,粒径20000目。(2)颗粒对不同离子浓度的响应规律表明,颗粒对低浓度SO的污染负荷处理效果更好,代谢性能受Mn浓度影响较小,具有较好的抗pH冲击能力。采用X-射线衍射仪物相测定(X-ray diffraction,XRD)及扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)结构扫描的分析结果显示,颗粒反应前后成分及结构变化较大。(3)颗粒动力学研究表明,一级反应模型和拟二级动力学模型分别能够很好的描述颗粒的SO还原反应过程及Mn吸附机理。颗粒吸附容量研究表明,颗粒对Mn的吸附等温线属于Ⅰ型吸附等温线,较好的符合Langmuir和Frundlich模型,吸附量的最大理论计算值为1.094mg/g。颗粒具有快速吸附溶液中Mn的能力,同时改性麦饭石条件下阳离子间竞争吸附的影响要小于普通麦饭石。(4)颗粒动态试验表明,Mn对SRB的抑制影响了SO还原率,同时COD/SO是SO-还原率的一个主要影响因素,SO还原率及Mn去除率分别最高可达到79%和67.9%;水力停留时间与pH值成正相关关系,维持在6.24.45范围内;浊度容易受水力负荷和水力停留时间的影响,后期COD、TFe和浊度释放量较低,释放量分别低于100mg/L、10.28 mg/L和30NTU,并不会产生新的污染问题。综上,添加改性麦饭石,可改良微生物固定化颗粒的基本特征和性能,能较好的促进对ACMD的处理效果。

关键词：麦饭石硫酸盐还原菌污泥改性麦饭石麦饭石固定化颗粒煤矿酸性废水

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