固定化反硝化细菌强化人工湿地处理校园污水

【摘要】：近年来我国高校面临越来越严重的用水危机。一方面,我国高校招生规模逐年扩大,高校人口密度加大,绿地面积扩增,用水量也逐年增高,高校发展成为城市的用水大户。另一方面,由于当前许多高校都在城郊,离市政排污管路很远,大量污水未经处理直接排放,对当地环境造成严重威胁。因此,加强高校污水的处理和资源化,实现校园中水回用,是当前高校可持续发展亟需解决的问题。 目前部分高校已建立了中水处理系统,但普遍存在占地量大、运营费用高、技术复杂等局限,且出水主要指标不能达到景观用水的水质标准。因此,为保证最终出水指标符合景观用水水质标准,需要在常规的中水处理后增加深度处理。人工湿地处理技术作为一种新型污水处理方式,具有操作简单,运行管理费用低,实用性强,生态效益显著等优点,而在人工湿地系统中,微生物是污水中污染物降解的主要承担者。目前固定化微生物技术在废水处理领域已广泛应用。固定化微生物接种入人工湿地强化人工湿地,可有效提高人工湿地的去污效率,大大缩短污水达标时间。因此研究固定化微生物强化人工湿地作为中水处理系统的深度处理单元,对实现校园污水回用做景观用水具有非常重要的意义。 山东某大学原中水系统处理后的校园污水水质指标：CODcr为160-184mg/L,TN浓度为47.9-68.2mg/L,TP浓度为0.87-2.49mg/L,氨氮浓度为27.0-40.0mg/L,出水指标均高于(GB18918—2002)《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A的要求。本课题在中水站附近构建人工湿地中试现场,作为深度处理单元,处理二级校园出水。人工湿地稳定运行一段时间后,处理效果较好,出水COD值(小于50mg/L)、TP浓度(小于0.5mg/L)均优于一级A的排放标准要求,但是氮的去除依然没有达到排放标准。利用海绵作为固定化载体,对实验室之前筛选出的反硝化细菌Paenibacillus lautus CL-5进行有效固定后投加到人工湿地系统中,从而强化人工湿地对中水站二级出水的除氮效果。在课题研究期间,取得如下结果： (1)CL-5菌株为革兰氏阴性菌,杆状,大小为(0.26-0.31)×(1.55-2.50)μm,无鞭毛。菌株的反硝化过程彻底,气体终产物为N2,为高效反硝化聚磷菌。16S rRNA测序分析,鉴定此菌株为灿烂类芽孢杆菌,命名为Paenibacillus lautus CL-5。 (2)对海绵固定化反硝化细菌载体的投加量、碳氮比以及序批式实验的考察研究结果表明海绵固定化反硝化细菌对污水中COD和氮等污染物有明显的处理效果。其中载体的最适投加量为每500mL污水中投加7块(体积比25%),最适碳氮比为4,在最适投加量和最适碳氮比条件下,对COD、 TN和硝酸盐氮的最大去除率分别为63%、96%和97%。 (3)在培养基碳氮比为4,载体投加量为25%(体积比)的实验条件下,固定化菌株对污染物的去除效果比较稳定。对COD的去除率达到38%-56%,对TN的去除率达到68%-79%,对硝酸盐氮的去除率达到82%-89%,且实验过程中没有亚硝酸盐氮的积累。 (4)通过水力停留时间5天的连续运行,海绵固定化反硝化细菌投加到小型人工湿地中,以5天的水力停留时间为一周期,连续运行,结果显示强化人工湿地处理校园污水的持续效果明显,COD去除率在75%以上,TP去除率高于78%,TN去除率达到69%以上,氨氮去除效果稳定在75%左右,对硝酸盐氮的去除率最高能达到91%,出水基本满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A和《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB T18921—2002)的要求。 (5)将人工湿地作为校园污水中水站二级出水的深度处理环节,并加入海绵固定化反硝化细菌强化处理效果,能有效的提高对校园污水中氮磷等有机物的去除效果,可以作为一种深度处理工艺推广。 【关键词】：固定化 反硝化聚磷菌 人工湿地 校园污水
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X703.1
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 课题背景12-13
• 1.2 校园污水处理存在的问题13-14
• 1.3 人工湿地技术及其发展现状14-15
• 1.4 生物强化人工湿地技术研究进展15-16
• 1.5 固定化微生物技术及其在废水处理中的应用16-19
• 1.6 研究意义、内容及创新性19-20
• 1.6.1 研究意义19
• 1.6.2 研究内容19
• 1.6.3 研究的创新性19-20
• 第二章 人工湿地处理校园污水效果研究20-31
• 2.1 材料和方法20-24
• 2.1.1 人工湿地的构建20-23
• 2.1.2 水质及检测方法23-24
• 2.2 结果与讨论24-30
• 2.2.1 COD去除效果24-26
• 2.2.2 TP去除效果26-27
• 2.2.3 TN和氨氮去除效果27-30
• 2.3 小结30-31
• 第三章 反硝化菌株的鉴定31-40
• 3.1 实验材料31-33
• 3.1.1 菌株来源31
• 3.1.2 培养基与染色液31-32
• 3.1.3 实验仪器32-33
• 3.2 实验方法33-35
• 3.2.1 菌株形态和生理生化分析33
• 3.2.2 反硝化产气实验33-34
• 3.2.3 16S rRNA的PCR扩增34-35
• 3.3 结果与讨论35-39
• 3.3.1 菌株形态特征和染色结果35-36
• 3.3.2 菌株的反硝化产物36-37
• 3.3.3 菌株的系统发育分析37-39
• 3.4 小结39-40
• 第四章 反硝化菌株的固定化研究40-53
• 4.1 实验材料40-43
• 4.1.1 菌株来源40
• 4.1.2 培养基40
• 4.1.3 固定化材料40-41
• 4.1.4 实验仪器41-43
• 4.2 实验方法43-44
• 4.2.1 固定化菌株的制备43
• 4.2.2 载体最佳投加量43
• 4.2.3 固定化菌株最佳碳氮比43
• 4.2.4 固定化菌株处理效果序批实验43-44
• 4.2.5 主要检测项目及方法44
• 4.3 结果与讨论44-52
• 4.3.1 载体最佳投加量44-47
• 4.3.2 最佳碳氮比47-51
• 4.3.3 固定化菌株对污染物处理效果51-52
• 4.4 小结52-53
• 第五章 固定化反硝化细菌强化人工湿地处理校园污水53-66
• 5.1 材料与方法53-56
• 5.1.1 实验室小型人工湿地系统构建53-54
• 5.1.2 培养基54
• 5.1.3 固定化载体及实验设计54-55
• 5.1.4 实验用水55
• 5.1.5 主要检测项目及方法55-56
• 5.2 结果与讨论56-65
• 5.2.1 水力停留时间对运行效果的影响56-61
• 5.2.2 固定化细菌对污染物持续处理效果61-65
• 5.3 小结65-66
• 第六章 结论与建议66-68
• 6.1 结论66-67
• 6.2 建议67-68
• 参考文献68-74
• 致谢74-75
• 攻读学位期间的科研情况75-77
• 学位论文评阅及答辩情况表77

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

固定化微生物技术在处理高浓度有机废水中的应用    吴伟;

校园小区中水回用的经济技术分析    辛云岭;杨春;

固定化微生物技术及其在废水处理中的应用    王广金,褚良银,杨平,陈文梅,周先桃

国内外水资源状况及存在的问题与对策    王学东,王殿武,李贵宝,刘志轩

一株反硝化细菌在景观水净化处理中的应用    姚晓丽;梁运祥;

活性污泥中好氧反硝化菌的富集筛选及鉴别    翟茜;汪苹;李秀婷;项慕飞;

投加聚氨酯泡沫微生物固定化载体的SBBR脱氮除磷实验研究    李亚峰;姚敬博;郝滢;李进;王勋;秦亚敏;

微生物修复辽东湾油污染湿地研究    叶淑红,丁鸣,马达,曹方,丁永生,丁德文

优势菌群在复合生态床修复景观水体中的强化能力研究    刘书宇;马放;姜钦鹏;

好氧反硝化细菌的筛选鉴定及处理硝酸盐废水的研究    苏俊峰;王继华;马放;高珊珊;魏利;王晨;

富钼酿酒酵母菌株的选育及其生物学功能研究    马福荣;贾乐;任轩;杨凤苓;程成;

脐橙根际拮抗细菌的筛选与初步鉴定    赵丽明;鲁志弘;路晓萌;杜秉海;丁延芹;姚良同;

污染的丝绸织物中霉菌的分离与鉴定    唐长波;李世超;

1株抗鸡白痢沙门氏菌的乳酸菌鉴定    陈丽园;石金舟;李闫;张明;张志红;

细胞固定化技术——海藻酸钠包埋法的研究进展    李超敏;韩梅;张良;陈锡时;

利用人工湿地处理农村生活污水的研究    应俊辉;

植物病原真菌的拮抗放线菌筛选    朱薇玲;王继刚;刘晓红;

广西上思县桉树青枯病原菌致病性的研究    邓兆峰;方丽英;吕成群;黄宝灵;

紫竹叶提取物的抑菌效果研究    郝培应;肖家军;齐笑笑;

产碱性蛋白酶菌株ZK202的鉴定及其诱变    褚忠志;于新;毕阳;杨林华;

富马酸单苯甲酯的合成及抗菌特性研究    刘倩;韦庆益;刘丽萍;宁正祥;

四川省涪江流域水资源配置初探    覃绍一;李建乐;李学通;

山鸡椒油和八角精油抑菌作用的对比    曹妍;杨钦滟;杜木英;阚健全;

畜禽粪便除臭微生物的分离与筛选    陈丽园;吴东;夏伦志;赵瑞宏;

绿茶中真菌的检测研究    贺稚非;李洪军;陈今朝;司辉青;

鸡源双歧杆菌的分离筛选和特性研究    杨汝德;陈琼;陈惠音;

浅析微生物净水新技术在流动水体修复中的应用    刘青;袁观洁;

固定化微生物技术在废水处理中的研究进展    陈秉娟;周倩;严莲荷;

农村生活污水处理的新方法——人工湿地技术    王皓;王晨雨;宋小刚;

人工湿地污水处理技术的研究和进展    常高峰;杜书田;李万庆;

内循环三相流化床生物高效降解炼油污水技术研究    秦统福

重庆市长寿区城市河岸生态修复技术研究    赵占军

人工湿地构建及其对污染的黄河灌溉水处理效应    司万童

不同生态因子下LMBR处理制药废水运行效能及数学模型    白羽

生命周期条件下水资源增值研究    王瑞波

固定化脱氮菌群处理含氮污水的研究    肖晶晶

绿针假单胞菌株SY-02的分离鉴定、激光诱变及石油烃降解特性    张子间

北方都市生态人工湿地深度处理污水厂二级出水的研究    王昊

辽河稠油污水处理技术研究与应用    张志东

有机污染型河口潮滩的修复技术研究    刘娇

波形潜流人工湿地处理模拟生活污水的研究    楚伟伟

产油脂酵母菌株的选育    孔凡敏

蔬菜（大蒜）加工废水资源化利用研究    王伟锋

海洋小链霉菌DY2741菌株抗菌活性物质的初步研究    刘伟

抑黄曲霉乳酸菌的筛选及菌种鉴定    郭艳萍

屠宰废水培养好氧颗粒污泥及其除污效果的研究    岳瑞校

对虾池塘精养环境的综合微生物修复技术研究    陈爱玲

模拟人工湿地系统处理酸性重金属废水的效能及机理研究    刘晶晶

细菌荧光素酶体外发光体系的研究及在水产品致病菌检测中的应用    梅册霞

固定化微生物对原油污染土壤的生物修复    胡文稳

有机碳源对低碳氮比生活污水好氧脱氮的影响    高景峰;彭永臻;王淑莹;

高校校园中水回用新方案探讨    赵晓军;马威;曹可生;冯建;

固定化微生物技术在废水处理中的应用    王青;张善锋;

固定化细胞降解含表面活性剂废水的研究    纪树兰，吕晓猛，张增，刘秀荣，潭立扬

固定化细胞珠体的改性研究    吕晓猛，纪树兰，刘秀荣，谭立扬

建筑中水系统的优化选择    张雅君,庞维海

深海锰结核作生物固定化载体处理染料废水    李浩然,冯雅丽,欧阳藩,卢寿慈

应用人工湿地生态系统处理中小城市排放废水    程树培

高校校园中水回用的研究与规划    赵新华,李长洪,肖迪

人工湿地系统去除藻毒素研究    吴振斌,陈辉蓉,雷腊梅,宋立荣,付贵萍,金建明,贺锋,何振荣

SBBR技术特性和动力学机制及其在废水处理中的应用    胡龙兴

生物除磷影响因素的研究    李楠

新型SBBR脱氮除磷试验研究    王鳌杰

养殖污水人工湿地处理可行性与设计    姚华东;

应用人工湿地[稻田系统]处理北部高寒地区小城镇综合污水    陈兴华;王方成;杨树果;张伟涛;杨驰原;

高校化学实验废水处理初探    孔德芳;张笑一;

人工湿地处理低温地区农村污水的工程设计与运行效果分析    唐抒圆

固定化反硝化细菌强化人工湿地处理校园污水    李政