【摘要】：在電極-生物膜反應(yīng)器中,電極上能否形成良好的生物膜是該反應(yīng)器去除有機(jī)物及硝酸鹽的關(guān)鍵。電極作為反應(yīng)器的核心,承載著微生物的附著生長(zhǎng),對(duì)電極生物膜反應(yīng)器廢水處理起至關(guān)重要的作用。從電極生物膜法處理廢水原理及特征可知,電極是該技術(shù)處理污水的一個(gè)重要控制因子,其性能好壞將直接影響電極表面生物膜的活性及內(nèi)部結(jié)構(gòu),從而影響廢水的處理效率。所以尋求良好的電極,增加電極的生物親和性,來(lái)增加電極表面生物膜量是關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)將泡沫鎳電極用納米四氧化三鐵修飾,將該磁化改性泡沫鎳電極應(yīng)用到電極生物膜反應(yīng)器中,研究電極經(jīng)過(guò)磁化改性以后對(duì)電極表面生物膜量的影響以及對(duì)電極生物膜反應(yīng)器去除受污染的地下水中NO_3~--N與有機(jī)物效果的影響。結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)磁化改性電極的反應(yīng)器中電極生物膜與電極的比重為0.5,而未經(jīng)過(guò)磁化改性電極的反應(yīng)器的電極生物膜與電極的比重僅為0.4。經(jīng)過(guò)磁化改性電極運(yùn)用到電極生物膜反應(yīng)器中,可使反應(yīng)器對(duì)NO_3~--N的去除率從77.5%增加到90.15%,去除效果提高14%左右。對(duì)COD的去除也有一定的提高,只是提高效果不明顯,僅有9%左右。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)結(jié)合正交實(shí)驗(yàn)探尋磁性電極生物膜(MBER)反應(yīng)器去除污染物的最佳參數(shù)。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明HRT對(duì)(MBER)的影響最大其次是電流,C/N,最后是溫度。HRT為8h,電流為80mA,C/N為2,溫度為32℃為磁性電極生物膜反應(yīng)器(MBER)處理污染物的最佳參數(shù)。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)分析其運(yùn)行參數(shù)對(duì)磁性電極-生物膜反應(yīng)器(MBER)去除受污染地下水中污染物效果的影響,得出了(MBER)去除污染物的一些規(guī)律:HRT并不是越長(zhǎng)越好,當(dāng)HRT=8 h,MBER能達(dá)到良好的污染物的去除效果。電流對(duì)該電極生物膜反應(yīng)器NO_3~--N的去除有顯著的促進(jìn)作用,當(dāng)電流達(dá)到80mA時(shí),促進(jìn)作用最強(qiáng),能使MBER對(duì)NO_3~--N的去除率達(dá)到99.06%,對(duì)COD的去除率達(dá)到87.75%。當(dāng)C/N=2時(shí)MBER對(duì)污染物的去除效果最好,NO_3~--N去除率達(dá)到96.55%,對(duì)COD的去除率達(dá)到87%。溫度為32℃時(shí),MBER對(duì)污染物的去除效果最好。本實(shí)驗(yàn)分析了溫度對(duì)反硝化過(guò)程中的關(guān)鍵酶(NAR/NIR)活性及底物(NO_3~--N/NO_2~—N)濃度對(duì)酶(NAR/NIR)促速度的影響。結(jié)果表明:NAR在溫度為32℃具有較高的活性,NIR在溫度為35℃具有較高的活性。超過(guò)酶的最佳活性溫度時(shí),酶活性降低,更高的溫度可能會(huì)使酶失活。在一定的濃度范圍內(nèi),硝酸鹽與亞硝酸鹽的利用速率與相應(yīng)基質(zhì)濃度呈正相關(guān)。本實(shí)驗(yàn)分析了穩(wěn)定運(yùn)行的MBER中電極表面生物膜的性能與生物膜生長(zhǎng)特性,結(jié)果表明:電極表面生物膜的胞外聚合物(EPS)也有所增加,胞外聚合物(EPS)中的多糖(PS)含量相比于未改性電極增加了0.59倍,蛋白質(zhì)(PN)含量相比于未改性電極也增加了0.66倍。脫氫酶活性相比于未改性電極也有所提高。電極經(jīng)過(guò)磁化改性以后,電極表面掛膜速度加快,其生物膜更新速度也加快,電極表面微生物種類更豐富。
【圖文】：

圖 1.1 電極生物膜反硝化原理圖流，使水電解，在陰極產(chǎn)生氫氣，當(dāng)采用惰性材料化碳。二氧化碳溶于水產(chǎn)生可以對(duì)反應(yīng)器的進(jìn)行緩解作用下產(chǎn)生氫氣如下(1.1)+2OH-(1.2)CO2(1.3)解水產(chǎn)生的氫氣為電子供體，以陽(yáng)極產(chǎn)生的 CO2為去除硝酸鹽的目的。NO2-+2H2O (1.4)

于廢水好氧處理，并對(duì)其廢水處理的性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明該填料表面掛未改性填料短，能縮短到 3-7 天，而且其表面的掛膜量也有所增加，，對(duì)廢水處也有所提高。在電極-生物膜反應(yīng)器中，電極表面掛膜難、掛膜時(shí)間長(zhǎng)、微生物與電極之間不強(qiáng)也是此類研究方面的難點(diǎn)。由于目前的電極生物膜法方面的研究還未提到電極表面掛膜問(wèn)題，本文借鑒國(guó)內(nèi)外學(xué)者的經(jīng)驗(yàn)，將微生物磁效應(yīng)運(yùn)用于本實(shí)驗(yàn)極反應(yīng)器經(jīng)過(guò)創(chuàng)新，通過(guò)微生物磁效應(yīng)解決電極-生物膜類的電極表面掛膜問(wèn)題 反硝化酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究1 反硝化酶促反應(yīng)反硝化是由一系列酶促反應(yīng)組成的生化反應(yīng)。其中各種酶催化完成反硝化的機(jī).2。反硝化過(guò)程中用到的關(guān)鍵酶有硝酸鹽還原酶，亞硝酸鹽還原酶。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X523;O646.54

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本文編號(hào)：2642539