收藏本站
《重庆大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

胞外聚合物及其表面性质对活性污泥絮凝沉降性能的影响研究

龙向宇  
【摘要】: 在活性污泥处理系统中,固液分离效果是系统运行中的关键问题之一,直接影响出水水质与回流污泥的浓度。胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances ,简称EPS)是活性污泥絮体的重要组分,广泛分布于絮体的内部与外层,对活性污泥的表面性质与絮凝沉降性能有重要的影响。然而,EPS对活性污泥絮凝性能与沉降性能影响的确切作用目前尚不清楚。以往的研究者主要从EPS的总数量、组分以及絮体的表面性质方面探讨EPS对活性污泥絮凝沉降性能的影响,没有考虑EPS自身的表面电荷与疏水性对污泥絮凝沉降性能的影响;并且大部分研究者将EPS作为一个整体进行研究,忽略了絮体内外层EPS组成与性质上的差异。论文以实验室培养的好氧活性污泥为研究对象,采用超声波法和阳离子交换树脂法,分别提取同细菌细胞疏松结合的EPS(Loosely bound EPS,简称LEPS)与紧密结合的EPS(Tightly bound EPS,简称TEPS),考察不同污泥龄(Sludge retention time,简称SRT)下它们组分和表面性质的变化,研究了EPS及其表面性质对活性污泥絮凝性能与沉降性能的影响;同时,将高SRT(15d)与低SRT(3d)活性污泥的LEPS与TEPS分别絮凝污泥悬浮液,考察LEPS与TEPS的絮凝特性与所形成生物絮体的沉降性能;最后,论文根据絮体内外层LEPS与TEPS表面性质的差异,从大分子作用力的角度出发,提出了活性污泥絮体结构模型。论文取得的主要研究成果如下: ①论文采用葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(Glucose-6-phosphate Dehydrogenase,简称G6PD)活性衡量细胞破损,较为系统地考察了超声波与阳离子交换树脂提取活性污泥EPS的方法与程序。结果表明,超声波提取过程宜采用硼酸玻璃材质的容器在冰水浴中进行,且不需要外加搅拌作用;同时,21kHz为超声波提取EPS的最佳作用频率,综合考虑提取效率与提取过程产生的细胞破损两方面的因素,超声波的作用时间不宜大于3min,作用功率适宜范围为32W~40W。国产凝胶型阳离子交换树脂001×7适于提取活性污泥中的EPS,在pH值为5.8~7.8的液相环境中,可获得比较稳定的EPS提取效果。树脂投加量80g/g VSS,搅拌速率500rmp,提取时间1h~3h为比较合适的提取程序;该条件下,EPS的提取量能达到85.2~139.9mg/gVSS,细菌细胞的破损率可控制在10%以内。在超声波与阳离子交换树脂联合使用提取活性污泥EPS的组合方式中,超声波—树脂法为最优的组合方式;该法与加热法、EDTA法、甲醛—NaOH法相比,具有提取效率高、化学污染小、细胞破损量小且操作方便的优点;对不同来源的污泥,超声波—树脂法提取得到的EPS总量可占污泥挥发份的8%~13%。 ②论文采用超声波与阳离子交换树脂分别提取活性污泥絮体中的LEPS与TEPS。结果表明,SRT对LEPS与TEPS的数量与表面性质有重要的影响。LEPS的数量随SRT的变化较大,当SRT由3d增加到15d时,其含量由62.7mg/g VSS降至25.6mg/g VSS,而TEPS的数量随SRT的变化不大,为80mg/g VSS左右。SRT由3d增大到20d,LEPS表面负电荷的数值先降低后略微升高,由∣-1.59meq/g EPS∣降低到∣-0.77meq/g EPS∣,SRT为15d时,LEPS有最低的表面电荷与最强的疏水性;而TEPS表面负电荷的数值随SRT的增大而变化的幅度较小,从∣-1.26meq/g EPS∣降低到∣-0.98meq/g EPS∣。对于不同SRT的活性污泥絮体,TEPS均较LEPS表现出更强的疏水性。 ③论文从EPS表面性质的角度探讨EPS对活性污泥的表面性质、絮凝性能与沉降性能的影响。结果表明,污泥的表面电荷主要受絮体外层LEPS的影响,LEPS的数量与表面负电荷的增大导致污泥表面负电荷增加;TEPS的疏水性较LEPS的疏水性与污泥的疏水性有更强的相关性,但其数量与污泥的疏水性关系不大。LEPS的数量与表面负电荷的增加会导致出水悬浮固体(简称ESS)升高,而TEPS的数量和表面负电荷与活性污泥絮凝性能关系不大;两种EPS疏水性的增大均有利于生物絮凝,促进絮体中颗粒物的凝聚,对应着低的ESS与高的重新絮凝能力(简称FA)。LEPS的数量及其表面性质是影响活性污泥沉降性能的重要因素,LEPS的数量与表面负电荷的增加及其疏水性的降低,对应着污泥指数(简称SVI)的升高与区域沉降速率(简称ZSV)的降低。TEPS的数量同SVI与ZSV关系不大,而其疏水性同SVI与ZSV有强的相关性,疏水性的增大对应着低的SVI与高的ZSV。 ④论文采用高SRT(15d)与低SRT(3d)活性污泥的LEPS与TEPS分别絮凝污泥悬浮液,探讨LEPS与TEPS的絮凝特性,考察LEPS或TEPS絮凝污泥悬浮液所形成生物絮体的沉降性能。结果表明,TEPS与LEPS在生物絮凝过程中表现出不同的絮凝特性,TEPS促进颗粒物之间的聚集,LEPS不利于生物絮凝;四种EPS所形成生物絮体的SVI值随EPS投加量的增大而增大的趋势由小至大排序依次为:15dTEPS3dTEPS15dLEPS3dLEPS;同时,验证了在LEPS与TEPS的数量与表面性质对活性污泥絮凝沉降性能的影响研究中得到的大部分结论。 ⑤论文根据活性污泥絮体以及LEPS与TEPS分别絮凝污泥颗粒形成的生物絮体的结构图片,从大分子作用力的角度出发,提出了活性污泥絮体结构模型。模型认为高价阳离子,特别是三价阳离子(如Al3+、Fe3+),是活性污泥絮体形成的关键物质;LEPS和TEPS的数量与表面性质的变化是引起活性污泥絮体结构改变的重要因素。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:X703

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 袁卓雅;IBR内不同工况的EPS特性与污泥性状分析研究[D];华中科技大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 康春莉,董德明,李忠华,李鱼,花修艺,郭平;EDTA萃取法分离自然水体中生物膜胞外聚合物[J];东北师大学报(自然科学版);2003年02期
2 白晓慧;超声波技术与污水污泥及难降解废水处理[J];工业水处理;2000年12期
3 李久义,左华,栾兆坤,朱宝霞,贾智萍;不同基质条件对生物膜细胞外聚合物组成和含量的影响[J];环境化学;2002年06期
4 张丽丽;姜理英;方芳;陈建孟;;好氧颗粒污泥胞外多聚物的提取及成分分析[J];环境工程学报;2007年04期
5 周健,龙腾锐,苗利利;胞外聚合物EPS对活性污泥沉降性能的影响研究[J];环境科学学报;2004年04期
6 王红武,李晓岩,赵庆祥;活性污泥的表面特性与其沉降脱水性能的关系[J];清华大学学报(自然科学版);2004年06期
7 周健,罗勇,龙腾锐,苗利利;胞外聚合物、Ca~(2+)及pH值对生物絮凝作用的影响[J];中国环境科学;2004年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 甘雪萍,戴曦,张传福;超声空化及其在电化学中的应用[J];四川有色金属;2001年03期
2 伍军,刘鹏,吴潘,张昭;超声波场中硫酸氧钛的水解研究[J];四川有色金属;2003年03期
3 张敏;周家春;;油相体系中大孔吸附树脂吸附性能的改进及表征[J];工程塑料应用;2009年04期
4 戴明虎;徐国财;方杨萍;;NaCl/SDS协同作用下超声辐射引发MMA无皂乳液聚合的研究[J];安徽化工;2010年04期
5 席敏;光合细菌应用于废弃物资源化处理及综合利用[J];安徽农业科学;2002年04期
6 钟赛意,汤国辉,王善荣;功率超声波在农产品加工中应用的研究进展[J];安徽农业科学;2005年08期
7 杨黎燕;赵新法;;超声波提取决明子蒽醌成分的研究[J];安徽农业科学;2008年05期
8 王建安;苑光辉;李艳芝;王洪英;吴国荣;;超声法提取芦笋老茎中多糖的最佳工艺优化[J];安徽农业科学;2009年28期
9 廖春燕;方美秋;;D301大孔阴离子树脂固定化β-淀粉酶的研究[J];安徽农业科学;2009年33期
10 郭旭辉;于乐琴;;几株微生物产絮凝活性比较及培养条件优化[J];安徽农业科学;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张明敏;卢建斌;席泽敏;;波动声场中的远场条件[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
2 靳建嘉;陈洪娟;王文芝;张虎;;基于亥姆霍兹积分法的低频换能器校准方法研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
3 周益明;王佳麟;翁汝莲;;一种利用宽带扫频测量透声窗最佳厚度的方法[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
4 李娜;师芳芳;李伯权;宫俊杰;张碧星;;一种超声检测系统用发射电路的设计与实现[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
5 董靖;邹汉法;;胆红素吸附剂的制备和应用[A];中国化学会第28届学术年会第7分会场摘要集[C];2012年
6 张霖;赵祚喜;张智刚;俞龙;黄健;;基于激光测距传感器的SLAM方法研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
7 张云电;余芳;;压电换能器和超声聚能器谐振频率数控修正方法[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
8 李毅颖;邹发彬;;超声波清洗技术在发射机维护中的应用[A];2007第二届全国广播电视技术论文集2(上)[C];2007年
9 杨海燕;李保国;;超声萃取植物香料的试验研究[A];中国机械工程学会包装与食品工程分会第五届学术年会论文集[C];1998年
10 李东升;俞孟萨;;夹芯透声窗的透声特性研究[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李冀辉;以鳞片石墨为原料的多功能碳材料的制备与应用研究[D];河北大学;2009年
2 王桂芳;铝柱撑蒙脱石的制备、结构及其吸附性能研究[D];山东科技大学;2010年
3 姜恒;多尺度结构功能材料在水下声隐身中的应用基础研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 胡鹏涛;浅海中声能量分布的不均匀性对潜艇辐射噪声测量的影响研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 吕云飞;甚低频矢量水听器潜标探测系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 曹宇;利用遗传算法对声障板优化设计的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 张海刚;浅海甚低频声传播建模与规律研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 杨丹;压电复合结构主动吸声理论与方法研究[D];华中科技大学;2010年
9 凌张伟;基于临界折射纵波和表面波的压力容器压力测量方法研究[D];浙江大学;2010年
10 赵明星;厨余物厌氧产氢过程控制因素优化研究[D];江南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宁芯;鲢酶解蛋白的脱盐及其对功能特性的影响[D];华中农业大学;2010年
2 洪伟;酪蛋白中血管紧张素转换酶(ACE)抑制肽的研究[D];安徽工程大学;2010年
3 陈静颖;双能场/生物法降解废水中苯酚的研究[D];安徽工程大学;2010年
4 刘义付;二维超声无磨料抛光声学系统研究[D];河南理工大学;2010年
5 刘力博;多通道动态光弹成像系统的研制[D];南昌航空大学;2010年
6 姜丽红;功率超声对流动A356熔体半固态组织的影响研究[D];南昌航空大学;2010年
7 张倩;异形航空构件的专用超声换能器研制及检测应用[D];南昌航空大学;2010年
8 魏运飞;金属薄板的兰姆波成像检测方法研究[D];南昌航空大学;2010年
9 盛侠;宣木瓜中齐墩果酸的提取分离及其抗氧化作用的研究[D];安徽农业大学;2010年
10 陈勇;离子交换纳米纤维的制备及对Cu(Ⅱ)离子吸附性能研究[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鹿雯;;胞外聚合物EPS对污泥理化性质影响研究[J];环境科学与管理;2007年05期
2 孙飞云;杨成永;李久义;;SBR中不同基质对好氧颗粒污泥的性状影响研究[J];北京交通大学学报;2007年01期
3 路苹;于同泉;王淑英;王建立;杨柳;;蛋白质测定方法评价[J];北京农学院学报;2006年02期
4 罗曦,雷中方,刘翔;胞外聚合物的提取、组成及其对污泥性质的影响[J];城市环境与城市生态;2005年05期
5 龙向宇;龙腾锐;唐然;;胞外聚合物及其表面性质对活性污泥沉降性的影响[J];城市环境与城市生态;2008年03期
6 方亮;张丽丽;蔡伟民;;活性污泥胞外多聚物提取方法的比较[J];环境科学与技术;2006年03期
7 倪丙杰;徐得潜;刘绍根;;污泥性质的重要影响物质—胞外聚合物(EPS)[J];环境科学与技术;2006年03期
8 曹红翠;;紫外分光光度法测定蛋白质的含量[J];广东化工;2007年08期
9 龙向宇;龙腾锐;唐然;李金印;罗太忠;;阳离子交换树脂提取活性污泥胞外聚合物的研究[J];中国给水排水;2008年03期
10 龙向宇;龙腾锐;唐然;罗太忠;李金印;;污泥龄对胞外聚合物组分与表面性质的影响[J];中国给水排水;2008年15期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 刘晓猛;微生物聚集体的相互作用及形成机制[D];中国科学技术大学;2008年
2 刘礼祥;城市污水处理连续流一体化生物反应器工艺研究与能效分析[D];华中科技大学;2007年
3 刘翔;活性污泥和生物膜的胞外聚合物性质及其对污泥性能影响的比较研究[D];复旦大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 吴志高;胞外聚合物(EPS)对污泥沉降性能的影响及其在生物除磷中的作用研究[D];重庆大学;2006年
2 廖青;好氧颗粒污泥快速培养及胞外多聚物对颗粒化影响研究[D];湖南大学;2008年
3 王盛勇;贫营养条件下微生物代谢产物和生物多样性的研究[D];天津大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 刘壮,杨造燕,田淑媛;活性污泥胞外多聚物的研究进展[J];城市环境与城市生态;1999年05期
2 王宁,于书霞,朱颜明;松花湖水质污染变化规律及成因分析[J];东北师大学报(自然科学版);2001年01期
3 刘静玲,杨志峰,盛连喜;北方地区淡水危机与湖泊生态恢复[J];东北师大学报(自然科学版);2002年01期
4 李志建,李可成,周明;超声波—厌氧生化法处理碱法草浆黑液的研究[J];环境科学与技术;2000年02期
5 姚毅;活性污泥的表面特性与其沉降脱水性能的关系[J];中国给水排水;1996年01期
6 华彬,public6.sta.net.cn,陆永生,public6.sta.net.cn,唐春燕,public6.sta.net.cn,卞华松,public6.sta.net.cn,胡龙兴,public6.sta.net.cn;超声技术降解酸性红B废水[J];环境科学;2000年02期
7 胡林林,王建龙,文湘华,杨宁,钱易;SBR中厌氧颗粒污泥向好氧颗粒污泥的转化[J];环境科学;2004年04期
8 谢冰;超声波作用下有机污染物的降解[J];水处理技术;2000年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 龙向宇;龙腾锐;唐然;;胞外聚合物及其表面性质对活性污泥沉降性的影响[J];城市环境与城市生态;2008年03期
2 鹿雯;;胞外聚合物EPS对污泥理化性质影响研究[J];环境科学与管理;2007年05期
3 关伟;肖莆;周晓铁;丁春;;污泥中胞外聚合物(EPS)的研究进展[J];化学工程师;2009年06期
4 赵敏;;活性污泥絮体的性状及其沉降性能的探讨[J];环境科学与管理;2011年05期
5 龙向宇;龙腾锐;唐然;罗太忠;李金印;;污泥龄对胞外聚合物组分与表面性质的影响[J];中国给水排水;2008年15期
6 曹占平;张景丽;张宏伟;;污泥龄对连续微滤膜过滤系统运行的影响[J];给水排水;2008年05期
7 闫海波;;活性污泥EPS的影响因素及其对污泥絮凝性影响研究[J];节能;2008年07期
8 杨柳;左宁;;LSP&PNR污泥减量工艺的污泥特性研究[J];山西建筑;2009年31期
9 郑蕾;田禹;孙德智;;pH值对活性污泥胞外聚合物分子结构和表面特征影响研究[J];环境科学;2007年07期
10 段亮;夏四清;宋永会;刘雪瑜;Slawomir W.Hermanowicz;;活性污泥胞外聚合物提取方法优化[J];环境工程学报;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵长容;邓欢欢;马美萍;葛利云;王红武;;活性污泥胞外聚合物提取方法的研究[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
2 邢燕燕;徐艳燕;林建国;段显英;汪芳明;李一志;孟庆金;;基于“微相分离理论”的独特金属有机配合物合成及结构[A];中国化学会第27届学术年会第08分会场摘要集[C];2010年
3 王能;丁恩勇;薛锋;程镕时;;棒状纳米微晶纤维素的表面疏水改性研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
4 李青;史晨曦;鲍利红;;浅谈织物用氨基硅油柔软剂[A];全国印染助剂行业研讨会暨江苏省印染助剂情报站第25届年会论文集[C];2009年
5 史非;刘敬肖;曾淼;王立久;王继红;徐龙权;;玻璃表面SiO_2气凝胶薄膜的常压干燥制备及表征[A];全国第六届浮法玻璃及深加工玻璃技术研讨会论文集[C];2006年
6 葛利云;王红武;马鲁铭;支霞辉;;一种新型电解生物耦合工艺对胞外聚合物的影响[A];中国化学会第八届水处理化学大会暨学术研讨会论文集[C];2006年
7 Anna Lundqvist;Stefan Bertilsson;Willem Goedkoop;张义超;周霞萍;;胞外聚合物和腐殖质对毒死蜱于摇蚊属生物利用率的影响[A];2010中国腐植酸行业低碳经济交流大会暨第九届全国绿色环保肥料(农药)新技术、新产品交流会论文集[C];2010年
8 王晖;孙忠;;聚铝化合物的制备、晶体结构、及絮凝性能[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
9 黄耀熊;黄宝添;郑新景;;结合量子点标记与宽场光切片技术对活细胞表面电荷的三维定量成像[A];第十一次中国生物物理学术大会暨第九届全国会员代表大会摘要集[C];2009年
10 邬卓颖;郭峰;叶成松;张胜华;于鑫;;管网生物膜菌株胞外聚合物的提取和分析方法比较[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 周昆;外国专家破解“疏水”奥秘[N];中国花卉报;2009年
2 曾文胜;锅炉补给水处理技术通过鉴定[N];西南电力报;2000年
3 赵兵;循环超声提取技术应用潜力凸显[N];中国医药报;2006年
4 王新刚;药物剂型和制剂研究的“新宠”——口服结肠靶向释药系统研究如火如荼[N];中国医药报;2005年
5 汪进 高占荣 胡逢年;海尔药业用SDS解决三种片剂生产难题[N];中国医药报;2006年
6 郭雪飞李纪伟 王亮;中药包合物研发前景广阔[N];中国医药报;2007年
7 陈云 赵徐阳;软胶囊剂研究:中西药齐头并进[N];中国医药报;2007年
8 天津 孟世江;人体红外线感应模块工作原理连载(一)[N];电子报;2007年
9 王军芳;如何挑选优质果袋[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2007年
10 毕茹;纤维素类肠溶材料新品迭出[N];中国医药报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 龙向宇;胞外聚合物及其表面性质对活性污泥絮凝沉降性能的影响研究[D];重庆大学;2008年
2 刘翔;活性污泥和生物膜的胞外聚合物性质及其对污泥性能影响的比较研究[D];复旦大学;2009年
3 刘晓猛;微生物聚集体的相互作用及形成机制[D];中国科学技术大学;2008年
4 葛利云;催化铁法与生物法耦合中胞内外聚合物的研究[D];同济大学;2007年
5 李楠;SBR系统在低温条件下的废水生物除磷性能及除磷途径分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 李楠;SBR系统在低温条件下的废水生物除磷性能及除磷途径分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 高宇;聚合物电介质表面电荷动态特性研究[D];天津大学;2009年
8 银玉容;烟曲霉胞外聚合物与水中重金属Cu~(2+)Cd~(2+)和Pb~(2+)的相互作用及机理[D];华南理工大学;2012年
9 崔丽;一种复合菌剂的构建及其处理生活污水的研究[D];东北大学;2008年
10 曹占平;MBR工艺混合液特性及其对膜污染的影响研究[D];天津大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李金印;胞外聚合物及其表面性质对活性污泥絮凝沉降性能的影响研究[D];重庆大学;2008年
2 袁卓雅;IBR内不同工况的EPS特性与污泥性状分析研究[D];华中科技大学;2011年
3 马晓梅;高岭岩基聚硅酸铝的制备工艺与性能研究[D];太原理工大学;2005年
4 朱国营;微生物絮凝剂的产生条件及絮凝性能研究[D];浙江大学;2004年
5 庄曦;两性聚丙烯酰胺乳液的制备及其性能研究[D];福州大学;2006年
6 白琳;好氧颗粒污泥膜生物反应器性能和膜污染研究[D];大连理工大学;2009年
7 刘敏;酵母基微生物絮凝剂性能及作用机制研究[D];重庆大学;2009年
8 姜琳琳;利用污泥残渣制备微生物絮凝剂的研究[D];大连理工大学;2009年
9 李桂娇;微生物絮凝剂的研制、絮凝性能、物质结构及絮凝机理的研究[D];暨南大学;2002年
10 邵俊;聚硅酸金属盐的絮凝性、稳定性和絮凝机理的研究[D];武汉科技大学;2006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