【摘 要】
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在传统高氨氮废水的生物脱氮过程中,由于受到碳源、硝酸盐浓度、p H值和温度等外界环境因素的影响,反硝化细菌的数量和活性均偏低,造成高氨氮废水中硝酸盐、亚硝酸盐的去除率较低。将固定化生物酶技术和生物膜法水处理技术相结合可以有效提升高氨氮废水的水处理效果。本论文通过在改性海泡石颗粒表面共固定化硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶,探究以改性海泡石颗粒载生物复合酶为填料的水处理装置对高氨氮废水中NH3-N、NO
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在传统高氨氮废水的生物脱氮过程中,由于受到碳源、硝酸盐浓度、p H值和温度等外界环境因素的影响,反硝化细菌的数量和活性均偏低,造成高氨氮废水中硝酸盐、亚硝酸盐的去除率较低。将固定化生物酶技术和生物膜法水处理技术相结合可以有效提升高氨氮废水的水处理效果。本论文通过在改性海泡石颗粒表面共固定化硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶,探究以改性海泡石颗粒载生物复合酶为填料的水处理装置对高氨氮废水中NH3-N、NO3-和NO2-等污染物的去除效果。本论文的研究内容主要包括三个部分:（1）改性海泡石颗粒的制备与表征。首先在不同的改性工艺（酸改性、热改性和酸热联合改性）和改性参数（盐酸浓度和焙烧温度）下制备改性-海泡石颗粒,并确定最优的改性工艺及改性参数;然后对海泡石原矿、提纯-海泡石颗粒和酸改性-海泡石颗粒进行XRD分析;最后对提纯-海泡石颗粒、酸改性-海泡石颗粒、热改性-海泡石颗粒和酸热联合改性-海泡石颗粒进行SEM分析。（2）改性海泡石颗粒固定化生物复合酶。首先以酸热联合改性-海泡石颗粒为载体共固定化硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶,并利用单因素试验法和正交试验法筛选出最优的固定化条件,然后研究了改性海泡石颗粒-生物复合酶的酶学性质。（3）改性海泡石颗粒载生物复合酶水处理效果研究。分别以酸热联合改性海泡石颗粒-生物复合酶和酸热联合改性-海泡石颗粒作为水处理装置填料,通过单因素试验法研究填料类型和水力停留时间（HRT）对高氨氮废水中NH3-N、NO3-、NO2-去除率的影响。本论文主要的研究结论:（1）提纯-海泡石的最优改性工艺是酸热联合改性,最优改性参数为:盐酸处理浓度4.0 mol/L,焙烧温度500℃,此时酸热联合改性-海泡石颗粒的比表面积可达175.6 m2/g,较提纯-海泡石颗粒提升了694%。（2）生物复合酶的最优固定化条件为:生物复合酶浓度为10.00 mg/m L,固定化p H值为6.5,固定化吸附时间为8.0 h,固定化戊二醛含量为0.5%,固定化交联时间为2.5 h。改性海泡石颗粒-生物复合酶具有较高的p H稳定性、热稳定性和储存稳定性。（3）随着运行时间或水力停留时间的增加,以改性海泡石颗粒-生物复合酶为填料的水处理装置的NH3-N、NO3-、NO2-的去除率均高于以酸热联合改性-海泡石颗粒为填料的水处理装置。当水处理装置运行稳定后,以改性海泡石颗粒-生物复合酶为填料的水处理装置的NH3-N、NO3-、NO2-的去除率分别为95%、91%、90%。当水力停留时间为10.0 h时,以改性海泡石颗粒-生物复合酶为填料的水处理装置的NH3-N、NO3-、NO2-的去除率分别为96%、96%、97%。表明以改性海泡石颗粒-生物复合酶为填料可有效提升水处理装置的反硝化能力。
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