添加吸附劑對(duì)包埋固定化微生物凝膠小球性能的影響研究.pdf

1、固定化技術(shù)自問(wèn)世以來(lái),就以空前的速度向前發(fā)展,其中選擇合適的包埋劑和包埋條件,將微生物包裹在凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,以形成固定化微生物的包埋法已受到了廣泛的關(guān)注。大量研究結(jié)果表明,與天然包埋材料(如瓊脂、角叉萊膠、海藻酸鈣等)相比,有機(jī)合成高分子化合物(如聚丙烯酰胺簡(jiǎn)稱 ACAM、聚乙烯醇簡(jiǎn)稱 PVA、光硬化樹(shù)脂等)作為包埋材料具有機(jī)械強(qiáng)度高,耐生物分解性好,生物毒性較低和固定化操作較容易,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。尤其是聚乙烯醇飽和硼酸(PVA-H2

2、BO3)法成為目前最常用的包埋固定化方法之一,但該方法由于PVA凝膠的傳質(zhì)阻力較大,在一定程度上會(huì)影響底物及氧的傳遞,從而影響包埋固定化微生物的生物活性。因此改善 PVA凝膠的傳質(zhì)性能對(duì)于提高包埋固定化微生物活性及水處理的效率有著重要的意義。
　　本論文在查閱大量資料并對(duì)固定化生物處理技術(shù)有一定了解的基礎(chǔ)上,對(duì)包埋材料的改進(jìn)進(jìn)行了探索性的試驗(yàn)。主要從目前應(yīng)用最為廣泛的PVA-H2BO3包埋法入手,研究了添加吸附劑粉末活性炭和凹凸棒

3、土對(duì)包埋固定化凝膠小球性能的影響。試驗(yàn)以固定化凝膠小球的成球性能及生物活性(以COD降解率表示)為指標(biāo),通過(guò)正交試驗(yàn)研究了活性炭及凹凸棒土添加量對(duì) PVA凝膠性能的影響,分別得出了添加活性炭和凹凸棒土凝膠小球的最佳配方,并在此基礎(chǔ)上對(duì)兩種最佳配方的凝膠小球的初期溶出過(guò)程、粒徑對(duì)生物降解性能的影響及其傳質(zhì)性能做了對(duì)比性研究。研究結(jié)果表明:
　　1、以固定化凝膠小球的成球性能及生物活性(以COD降解率表示)為指標(biāo),通過(guò)正交試驗(yàn)得出添加

4、活性炭固定化微生物凝膠小球的最佳配方為 A1B3C3,添加凹凸棒土固定化微生物凝膠小球的最佳配方為A1B2C2。
　　2、溶出試驗(yàn)結(jié)果表明:無(wú)論是添加活性炭還是添加凹凸棒土的凝較小球,在清水條件下曝氣十天左右,溶出過(guò)程可基本結(jié)束。
　　3、從兩種最佳配方不同粒徑的固定化凝膠小球去除氨氮試驗(yàn)中可以看出,凹凸棒土凝膠小球NH4-N去除率要比活性炭凝膠小球NH4-N去除率高3％~20%左右,且兩種配方的大粒徑球(5mm)的NH4-

5、N去除率比小粒徑球(3mm)的NH4-N去除率高5%~10%。這說(shuō)明添加凹凸棒土材料的固定化凝膠小球的生物活性較好。
　　4、從比好氧率(SOUR)的測(cè)定結(jié)果可以看出,凹凸棒土凝膠小球的SOUR比活性炭凝較小球的SOUR大1~10 mgO2/mgMLVSS·h,且大粒徑球的SOUR比小粒徑球的SOUR相對(duì)大2~6 mgO2/mgMLVSS·h。
　　5、通過(guò)按照添加兩種吸附劑的最佳配方制成的空白與生物凝膠膜的擴(kuò)散系數(shù)測(cè)定試驗(yàn)