印染废水循环利用过程盐分富集规律及其对微生物的抑制特性

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印染行业作为高耗水行业,废水的循环利用已成为节能减排的重要举措,然而印染废水在循环利用过程中,会导致废水中的无机物富集,对处理系统中的生物稳定性造成影响,甚至于系统崩溃。因此,探究印染废水循环过程中盐分富集规律及其对微生物的抑制特性具有重要意义。通过建立的5 m3/d处理规模的中试实验装置进行污泥培养驯化和循环实验,以“混凝沉淀+活性污泥+气浮”为主的组合工艺对印染废水处理系统中典型的10种阴阳离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、总Fe、总Mn、总Sb、Cl-、SO42-、NO3-)富集情况进行了探究。结果表明了,处理系统对这10种阴阳离子均具有不同程度的去除效果,但其去除率均十分有限。其中,气浮出水中的Na+、Ca2+、总Sb、Cl-和SO42-离子具有较明显的富集趋势。利用物料守恒定律对各离子建立了富集模型,并以该模型对这5种离子进行拟合,表明了离子的富集规律主要取决于其在自然环境中的本底值、印染工艺中的加入量和废水处理系统对其去除效率的影响。与此同时,通过该循环实验探讨了这些离子变化对系统中缺氧/好氧活性污泥的影响。结果表明,系统中离子浓度的增加逐渐降低了好氧活性污泥浓度及生物多样性。以功能菌属(有机物降解菌、脱氮菌、脱色菌)为研究对象,表明了缺氧/好氧生物系统的有机物降解菌群落结构和多样性主要受到Na+、K+、Ca2+、总Sb、Cl-和SO42-离子影响,尤其对乳酸菌属(Lactobacillus)、放线杆菌属(Actinobacillus)等菌群的生长繁殖有较明显的抑制作用;以Zoogloea为主的脱氮菌的活性和丰度则主要受到Na+、总Mn离子的抑制作用;而脱色菌随着Na+、K+、Ca2+、总Fe、总Sb、Cl-和SO42-离子浓度的增加,其丰度和脱色能力下降。总体上,这些离子的富集特性率先影响了好氧活性污泥的微生物群落结构和多样性,且其对功能菌群的抑制性导致了有机物和色度的生化去除效率降低,但基本上不影响生物系统对氨氮的去除效果。
摘要第3-5页
abstract第5-6页
1 绪论第9-15页
    1.1 研究背景第9-10页
        1.1.1 印染废水循环利用的现状第9页
        1.1.2 循环过程中离子研究的提出第9-10页
    1.2 印染废水无机离子的来源第10页
    1.3 无机离子的去除方法第10-11页
        1.3.1 化学法第10页
        1.3.2 物理化学法第10-11页
        1.3.3 生物化学法第11页
    1.4 无机离子对微生物的影响第11-12页
    1.5 研究的意义和内容第12-15页
        1.5.1 研究的意义第12-13页
        1.5.2 研究内容第13-14页
        1.5.3 课题来源第14页
        1.5.4 论文结构第14-15页
2 印染废水处理系统及研究方法第15-26页
    2.1 印染废水的人工模拟第15-20页
        2.1.1 仪器与试剂第15-16页
        2.1.2 水样采集与检测方法第16-17页
        2.1.3 废水中有机物组成第17-18页
        2.1.4 废水中无机盐组成第18-19页
        2.1.5 印染废水人工配方第19-20页
    2.2 试验装置及运行第20-21页
    2.3 活性污泥的驯化第21-22页
    2.4 水样采集与测定第22-26页
        2.4.1 污泥驯化情况的测定第22-23页
        2.4.2 循环利用过程中常规指标的测定第23-24页
        2.4.3 循环利用过程中离子的测定第24-25页
        2.4.4 循环利用过程中微生物的测定第25-26页
3 印染废水处理系统运行效果第26-33页
    3.1 污泥的驯化情况第26-28页
    3.2 循环利用过程中水质的处理效果第28-31页
        3.2.1 COD、氨氮和总磷的去除效果第28-29页
        3.2.2 全盐量与电导率的变化第29-31页
        3.2.3 色度的去除效果第31页
    3.3 循环利用过程中活性污泥的性状变化第31-32页
    3.4 小结第32-33页
4 印染废水循环利用过程中离子的富集第33-45页
    4.1 离子的富集规律第33-40页
        4.1.1 阴离子富集规律第33-35页
        4.1.2 阳离子富集规律第35-40页
    4.2 离子的富集模型第40-43页
        4.2.1 富集模型的建立第40-41页
        4.2.2 富集模型的模拟第41-42页
        4.2.3 富集模型的应用第42-43页
    4.3 小结第43-45页
5 印染废水循环利用过程中微生物的抑制特性第45-58页
    5.1 循环过程中微生物的变化第45-49页
        5.1.1 微生物群落组成和多样性变化第45-47页
        5.1.2 环境因子对微生物的影响分析第47-49页
    5.2 循环过程中离子对功能菌的抑制第49-56页
        5.2.1 离子对有机物降解菌的抑制分析第49-51页
        5.2.2 离子对脱氮菌的抑制分析第51-54页
        5.2.3 离子对脱色菌的抑制分析第54-56页
    5.3 离子对微生物的抑制机理第56页
    5.4 小结第56-58页
6 结论第58-59页
致谢第59-60页
参考文献第60-69页
附录 研究生学习阶段发表论文情况第69页
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