收藏本站
《东北农业大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

铁锰微污染水的生物净化滤池工艺优化及其菌群结构研究

鲁岩  
【摘要】:由于我国经济的快速发展所导致的水质污染以及地质结构等因素,微污染水中的铁锰含量日益超过我国《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中对生活饮用水所制定的标准要求。这不仅给人们的生产生活带来不便,也严重危害人们的身体健康。本研究参照我国微污染水中铁锰含量背景值作为试验用水的铁锰离子浓度,借助自主设计的将碳化稻壳作为滤池滤料,并接种铁锰氧化功能菌(Bacillus megaterium)的生物滤池,经过生物滤池的启动及运行参数逐个优化等过程最终实现对铁锰的高效去除。同时采用了傅里叶红外光谱、扫描电镜等分析方法对滤料的表面特性进行分析,并结合PCR-DGGE和高通量测序等现代分子生物技术对滤池内菌群的分布特征进行考察。本研究获得的成果主要有以下几个方面:在滤池的启动试验研究中,接触氧化法与生物氧化法对铁锰去除率分别达到89.70%、99.53%,说明生物氧化法对铁锰的处理效果明显提高。滤池运行第61 d时,扫描电子显微镜观察发现滤层深度20 cm与40 cm处的滤料样品中有接种微生物存在。借助PCR-DGGE技术进一步分析确定滤料表面所富集的微生物含有Bacillus sp.菌属微生物,初步说明接种微生物能够在滤料表面富集定殖。结合生物滤池对铁锰离子的去除效果,确定生物除铁除锰滤池在此阶段启动成功。本研究对生物滤池的进水流速、进水铁、锰离子浓度、反冲洗强度、反冲洗周期、反冲洗时间等参数分别进行了优化试验。试验结果表明:滤池在进水流速为3 m/h、进水铁含量8-10 mg/L、进水锰含量1-2 mg/L、反冲洗强度4 L/m2·s、反冲洗周期4 d、反冲洗时间5 min条件下,滤池稳定高效运行,出水平均铁锰离子浓度及浊度分别为0.002 mg/L、0.011 mg/L、0.137 NTU,去除率分别高达99%、95%、98.5%,出水上述指标均达到我国生活饮用水卫生标准。本研究在完成生物滤池运行参数优化基础上,进一步对滤层不同深度(20 cm、40 cm、100 cm)滤料的表面样貌与细菌群落结构进行研究。试验结果表明:随着滤池运行状态趋于稳定,各滤层深度的滤料表面均形成规则、致密如棉花团样的“锰球”。红外光谱分析及扫描电镜能谱分析结果表明:上述滤料表面物质组成含有铁锰氧化物及微生物成分,随着滤层深度的增加,锰球的粒径逐渐减小,且分布比较无规则。采用高通量测序技术对滤池内细菌群落在不同滤层深度的分布特征进行分析。从门分类水平分析结果表明,滤池内存在厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)。从菌落分布丰度热图分析结果表明:Bacillus sp.菌属微生物在所考察的三个滤层深度的丰度分别为91.19%、82.83%、87.28%,说明所接种的Bacillus sp.菌属微生物在生物滤池内为优势微生物。滤池内所构筑的微生物生态系统趋于稳定,从而实现对铁、锰的高效去除。
【学位授予单位】:东北农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU991.2;X172

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李圭白;杜星;余华荣;瞿芳术;梁恒;;关于创新与地下水除铁除锰技术发展的若干思考[J];给水排水;2016年08期
2 孙楠;田伟伟;张颖;鲁岩;宋秋霞;李春艳;姜昭;;严寒地区碳化稻壳生物净化地下水高铁锰研究[J];东北农业大学学报;2016年02期
3 程庆锋;李冬;李相昆;孟令威;张杰;;反冲洗周期对生物除锰滤池去除效果的影响[J];环境工程学报;2014年01期
4 程庆锋;李冬;李相昆;靳红艳;张杰;;反冲洗强度对生物除铁除锰滤池去除效果的影响[J];中国给水排水;2013年21期
5 张文力;;高通量测序数据分析现状与挑战[J];集成技术;2012年03期
6 王兴春;杨致荣;王敏;李玮;李生才;;高通量测序技术及其应用[J];中国生物工程杂志;2012年01期
7 张旭;张小波;;微污染水源饮用水处理技术的研究进展[J];辽宁化工;2011年02期
8 黄作明;黄珣;;微量元素与人体健康[J];微量元素与健康研究;2010年06期
9 谢杰;陈天虎;庆承松;宋浩;;稻壳发电残余物稻壳灰对有机物的吸附作用[J];农业工程学报;2010年05期
10 曾辉平;李冬;高源涛;赵焱;李灿波;张杰;;生物除铁、除锰滤层中铁、锰的氧化还原关系[J];中国给水排水;2010年09期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 钱正英;;中国可持续发展水资源战略研究综合报告[A];中国水利学会2001学术年会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 程庆锋;高铁锰氨氮地下水净化工艺优化及菌群结构研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
2 赵焱;生物固锰除锰工艺中锰氧化菌群结构功能及锰代谢机制分析[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 杨航;低铁高锰环境下生物除铁除锰试验研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
2 王溪;微胶囊法固定阿特拉津降解酶及其特性研究[D];东北农业大学;2013年
3 刘亚君;生物除铁除锰滤池工程调试及锰氧化菌的多样性研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
4 张旭;新型水处理剂高铁酸钾处理微污染水的研究[D];重庆大学;2011年
5 化继锋;地下水生物除锰及影响因素的研究[D];青岛理工大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐铁山;刘志勇;林哲敏;陈积坤;顾丽红;;番鸭及半番鸭SNP研究进展[J];中国家禽;2017年24期
2 冯胜;袁斌;王博雯;;湖泛发生过程中水体理化性质及细菌群落的变化[J];生态科学;2017年06期
3 冷暖;刘晓巍;张娜;许立新;;草地早熟禾干旱胁迫转录组差异性分析[J];草业学报;2017年12期
4 罗毅皓;孙万成;;牦牛酸奶和酥油中乳酸菌的分离和鉴定[J];中国乳品工业;2017年11期
5 徐薇薇;姚瑞基;袁维新;齐月;张亚芳;张同刚;;宁夏滩羊后腿肉营养评价及挥发性风味物质分析[J];肉类研究;2017年10期
6 黄丽娟;刘晓慧;李海朝;;基于主成分分析的中药微量元素含量研究[J];山西大同大学学报(自然科学版);2017年05期
7 李小龙;夏泽军;吴琼;;地下水循环井技术对含水层典型锰污染物的检测[J];中国锰业;2017年05期
8 王帅;陈贺;康露;王富兰;拉提帕·艾尔肯;曹双瑜;;乳品中微生物多样性分析方法研究进展[J];新疆农业科技;2017年05期
9 鞠耿越;王志跃;杨海明;胥蕾;;家禽肠道健康的检测方法研究进展[J];中国家禽;2017年19期
10 边丽华;周洁;刘伟;李圣波;王晓;;不同品系忍冬果实中氨基酸和微量元素比较[J];中华中医药杂志;2017年10期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 杨柳;生物滤池同步去除地下水中铁、锰、砷的工艺及机理研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
2 韩梅;悬浮填料—沸石BAF对低温水中氨氮的去除特性及机制研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
3 刘涛;基于亚硝化的全程自养脱氮工艺(CANON)效能及微生物特征研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 鲁岩;铁锰微污染水的生物净化滤池工艺优化及其菌群结构研究[D];东北农业大学;2017年
2 叶金宇;莠去津矿化群落NC1的筛选、鉴定及个体特性的研究[D];东北农业大学;2016年
3 陈静;生物除锰滤池的启动及腐殖酸对滤池稳定性的影响[D];哈尔滨工业大学;2016年
4 雷新健;矿区深井水处理工程设计[D];山西大学;2016年
5 张旭;淡水水体底泥微生物群落特征及微生物指标评价研究[D];上海大学;2016年
6 高志敏;海藻酸钠基复合吸附材料的制备及对重金属离子的吸附研究[D];山东建筑大学;2016年
7 张鹏程;预臭氧—常规处理—臭氧生物活性炭工艺对太湖原水的中试研究[D];兰州交通大学;2016年
8 章秋菊;包覆型稳定性高铁酸钾的制备及其性能研究[D];南京理工大学;2016年
9 徐特秀;活性炭/锰砂生物滤层法去除地下水中铁锰的研究[D];南京农业大学;2015年
10 方帅;地下水厂铁泥制备磁性吸附剂的研究[D];东北师范大学;2015年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王志军;李继震;李圭白;;单级滤池曝气接触氧化除铁除锰技术研究[J];给水排水;2015年03期
2 蔡言安;李冬;梁雨雯;曾辉平;孙海林;李树奇;张杰;;净化低温微污染含铁锰地下水的工艺运行调试[J];中国给水排水;2014年13期
3 郜玉楠;傅金祥;高国伟;张树冬;张亚峰;高云鹤;;生物增强技术净化含铁、锰、氨氮微污染地下水[J];中国给水排水;2013年21期
4 程庆锋;李冬;李相昆;张肖静;张杰;;高铁锰氨氮地下水生物净化滤池的快速启动[J];哈尔滨工业大学学报;2013年08期
5 程庆锋;李冬;李相昆;杨柳;张杰;;净化高铁锰伴生氨氮地下水的生物滤池快速启动[J];中国给水排水;2013年07期
6 赵超;;浅谈地下水净化厂除铁除锰试验及应用[J];黑龙江环境通报;2011年02期
7 商俊;傅金祥;赵玉华;武卫斌;;BAF工艺处理微污染含铁锰地下水试验研究[J];供水技术;2011年02期
8 唐文伟;王茜;曾新平;王祯贞;郝西平;;生物活性炭去除水中铁锰的生物作用研究[J];工业水处理;2010年07期
9 曾辉平;李冬;高源涛;李相昆;李灿波;张杰;;高铁高锰高氨氮地下水的两级净化研究[J];中国给水排水;2010年11期
10 曾辉平;李冬;高源涛;赵焱;李灿波;张杰;;生物除铁、除锰滤层中铁、锰的氧化还原关系[J];中国给水排水;2010年09期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 曾辉平;含高浓度铁锰及氨氮的地下水生物净化效能与工程应用研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 姚念;N、S共掺TiO_2粉体的制备、表征及光催化性能研究[D];华中科技大学;2011年
2 逯娟;莠去津对斑马鱼生殖发育影响的研究[D];河北大学;2009年
3 陈俊蓉;毛竹林地覆盖烟草秸秆分解层微生物特征研究[D];福建农林大学;2009年
4 李芳芳;地下水生物除锰及影响因素的实验研究[D];青岛理工大学;2008年
5 孟顺龙;除草剂阿特拉津对鲫鱼的毒性影响研究[D];南京农业大学;2007年
6 陈琦;高铁酸钾降解芳香化合物机理研究[D];同济大学;2007年
7 谢晶;生物除铁及其影响因素的实验研究[D];湖南大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡龙兴,王聪亮,卞华松;缺氧-好氧系统预处理微污染河水的特性研究[J];上海大学学报(自然科学版);2001年02期
2 陈翊鲲;卢平;倪晓丹;;微污染水的光催化降解处理技术研究[J];华南师范大学学报(自然科学版);2010年01期
3 李海涛;于长江;;城市微污染水供水水质特点与存在问题的研究[J];科技信息(学术研究);2008年15期
4 高军侠;党宏斌;姜灵彦;刘蕾;马晓萌;;凤眼莲修复农村微污染小型水域研究[J];河南农业科学;2013年05期
5 谢先达;;聚氯乙稀合金超滤膜去除微污染水的实验研究[J];科技创业月刊;2008年03期
6 赵卫星;;PAC-MBR处理低浊微污染原水研究[J];科技信息;2012年26期
7 宋柯,何庆;内江二水厂处理沱江河枯水期微污染水效果好[J];内江科技;2001年03期
8 潘法康;魏成根;;悬浮藻类对微污染水中氮和磷的去除效果研究[J];安徽农业科学;2011年36期
9 布多;微污染水UV-C消毒的探讨[J];西藏科技;2004年09期
10 唐超;李占臣;武联菊;;MBR处理微污染水的研究[J];科技风;2010年10期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 郑艳侠;冯绍元;刘培斌;;土壤渗滤系统处理微污染水的现状与进展[A];2003年北京“水与奥运”学术研讨会论文集[C];2003年
2 沈江南;吴东柱;吴靥汝;俞晓卉;;集成膜技术处理微污染水工艺的初步研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
3 王玲霄;;微污染水预处理技术浅议[A];浙江省2005年给水排水论文集[C];2005年
4 孔宇;;微污染原水预处理工艺选择与设计[A];2010年全国给水排水技术信息网年会论文集[C];2010年
5 沈凌云;许国仁;;微污染水预处理的一种新药剂[A];第四届全国给水排水青年学术年会论文集[C];2000年
6 赵霞;隽惠玲;冯辉霞;谢刚;汪军;张义新;李小军;;高锰酸盐预处理微污染黄河水源水的可行性研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第一卷)[C];2009年
7 朱端卫;周怀东;刘玲花;李文奇;向琳;;不同滤料在微污染水生物慢滤中的去污效果比较[A];中国环境保护优秀论文精选[C];2006年
8 饶婷;鲁秀国;张攀;;农业废弃物核桃壳粉对模拟微污染水中铁的静态吸附特性研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2010年
9 曹楠;牟真;刘培启;隗娜;吴涛;;含藻微污染水的预臭氧化处理研究[A];中国化学会第七届水处理化学大会暨学术研讨会会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 李文奇 郝桂玲 杜迎欣;微污染水处理技术“护航”农村饮水安全[N];中国水利报;2013年
2 通讯员 唐萍 记者 谈洁;微污染水变身饮用水,每吨只要6毛钱[N];南京日报;2011年
3 唐萍 谈洁;微污染水变身饮用水[N];江苏科技报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 刘珩;纳米矿物吸附剂的制备及去除饮用水中微污染物质的实验研究[D];中国地质大学;2014年
2 郝爱玲;膜生物反应器处理微污染地表水的试验研究[D];天津大学;2006年
3 章丽萍;温榆河微污染水水质改善技术研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
4 赖坤容;陕西“二华”地区浅层地下水水化学特征及其微污染水处理研究[D];长安大学;2011年
5 王韵芳;钛硅复合氧化物的制备及在微污染水处理中的应用研究[D];太原理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 鲁岩;铁锰微污染水的生物净化滤池工艺优化及其菌群结构研究[D];东北农业大学;2017年
2 庄凯;生物滴滤池沼气脱硫工艺特征及优化研究[D];西安建筑科技大学;2017年
3 李阳;深床反硝化滤池的脱氮效能及电极强化作用研究[D];天津大学;2016年
4 张帆;除铁锰氨氮的接触氧化滤池对地下水中砷(V)的去除效果及机理研究[D];西安建筑科技大学;2017年
5 马男;以玉米芯为缓释碳源的反硝化滤池深度脱氮效能研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
6 杨钊;反滤池—人工湿地组合工艺处理农村生活污水的研究[D];成都理工大学;2017年
7 王少锋;泥渣悬浮澄清超滤池处理黄河水源水效果研究[D];兰州交通大学;2017年
8 李巨烨;滤池反洗水直接回用的应用研究与安全性分析[D];哈尔滨工业大学;2017年
9 鹿长青;生物预处理对微污染水中DON和生物稳定性的控制[D];合肥工业大学;2015年
10 陈仕稳;改性膨润土颗粒制备及对微污染水中UV_(254)和NH_4-N的去除研究[D];广东工业大学;2016年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026