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淘豆网网友近日为您收集整理了关于舟形藻对造纸废水中COD去除效率及其影响因素的分析的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：舟形藻对造纸废水中COD去除效率及其影响因素的分析 Research of the COD degradation efficiencyof Navicula in papermaking wastewater andits influencing factorsA TheSisSubmitted in Partial Fulfillment of th e RequirementFor the M.S.Degree in HydrobiologyByYang LiminPostgraduate ProgramCollege of Life ScienceCentral China Normal UniversitySupervisor:Zhao Yi-j un Cheng KaiAcademic Title:professor Ass。ciate profess。r Signature鑫硅型l善LApprovedMay.2011华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用(来源：淘豆网[/p-.html])的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。作者签名:粕剐淞日期:洳f1年蝴≥/日学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解华中师范大学有关保留、使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华中师范大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定)保密论文注释:本学位论文属于保密,在——年解密后适用本授权书。非保密论文注释:本学位论文不属于保密范围,适用本授权书。作者签名:如动狐日期:枷L1年期了\日导师签名:-f,f掀伏丝似鲁日期:加,I犁,月引日 l本人已经认真阅读“CALIS高校学位论文全文数据库发布章程&,同意将本人的学位论文提交“CALIS高校学位论文全文数据库&qu(来源：淘豆网[/p-.html])中全文发布,并可按“章程&中的规定享受相关权益。回童论塞握童卮进卮!旦坐生;旦=生;旦三生蕉查!作者签名:毒涉;朝a袋日期:沙I\年步月;1日导师签名:讶弘钛越沁鹭日期:加f1年1&-月;J日 I摘要在我国,造纸废水是主要的地表水污染源,其中COD排放量占全国工业废水污染物排放量的35.3%,居第一位。迄今为止,已有多种方法应用于造纸废水中COD的处理,包括物理、化学以及生物方法,但都具有处理成本高、操作繁琐、后续处理不完善以及导致二次污染等问题,利用藻类处理造纸废水的方法具有操作简单、处理成本低等优点。本实验选取了舟形藻作为处理造纸废水中COD进行深入研究。实验结果表明,在四种不同COD浓度梯度的造纸废水中,舟形藻的生长曲线没有显著性差异,且第3天以后,舟形藻在不同废水浓度梯度下生物量相差很小,结合之前的相关研究,推测废水中木质素可能抑制藻的生长。Si元素的加入对舟形藻藻浓度及其去除造纸废水中COD的去除效率有一定的影响,且Si元素加入的最适量为原始浓度的100倍(来源：淘豆网[/p-.html])。使用木质素磺酸钠对舟形藻进行驯化处理,使舟形藻对木质素产生一定的耐受性,再用其处理造纸废水,以提高COD去除效率。驯化结果表明,舟形藻的最适合浓度为0.069木质素磺酸钠/100mLDlM。使用驯化前后的舟形藻分别处理造纸废水,结果表明,驯化前的舟形藻对造纸废水中COD的去除率为55.10%,驯化后的舟形藻去除率为61.93%,比前者高6.83%。这说明驯化后的舟形藻比驯化前的舟形藻处理造纸废水中COD的能力有一定的提高。D1培养基成分可以对未驯化舟形藻在造纸废水中的生长产生一定影响,而对于驯化过的没有显著影响。此外,未驯化舟形藻的生长受到培养基中多种营养成分是的影响,而非其中某的单成分物质。根据藻的生长曲线来看,营养物越全面,舟形藻生长情况越好。另外,由COD去除率的测定结果表明,培养基营养物的添加更加有助于舟形藻对造纸废水COD的去除。最后,使用驯化后的舟形藻处理较高COD浓度的造纸废水时,虽然与处理较低COD浓度的造纸废水的能力相比有一些降低,但是仍然有一定效果。关键词:舟形藻;造纸(来源：淘豆网[/p-.html])废水;CoD;木质素;D1培养基⑨硕士学位论文MASTER‘S THESISAbstract.In China,papermaking wastewater is a major sourcg of surface water pollution,which accounts for the discharge of industrial wastewater COD emission of 35.3%.ranking first in the country.So far,a variety of methods are used in COD treatment ofpapermaking wastewater,including physical,chemical and biological methods.But therehave some problems such as the high plicated operations,imperfectpost-processing(来源：淘豆网[/p-.html]) and leading to secondary pollution and other issues,the algae treatmenttopapermaking wastewater method iS simple and low cost.Based on this,in this study,Navicula is selected as the treatment of COD in papermaking wastewater.砀e resultsshow that in four different concentrations of papermaking wastewater,the growth curveof Navicula has no significant difference.and 3 days later,tlle biomass difference ofNavieula in different wastewater concentration(来源：淘豆网[/p-.html]) gradient is small.With the prior relevantstudy,we infer that the lignin in papermaking wastewater may inhibit the algal growth.1flle addition of Si element takes a certain extent effect on the growth of Navieula and theCOD removal e蚯ciency of paperrnaking wastewater,and the bea-fit amount of Sielement added to the wastewater is l OO times of original concentration.We use sodium lignosulphonate to make domestication on Navicula to produce acertain (来源：淘豆网[/p-.html])tolerance and then to process the papermaking wastewater to improve thedegradation of COD in papermaking wastewater.Domestication results show that themost suitable concentration of Navicula is 0.069 sodium lignosulphonate/1 00mL D1 M.Before and after the domestication.the degradations of COD in papermaking wastewaterusing Navicula are 55.10%and 61.93%.the disparity iS 6.83%,,nliS shows that thecapacity for the degradation of COD in papermaking was(来源：淘豆网[/p-.html])tewater of Navicula afterdomestication iS beRer than before.Dl position has certain impact on the growth of not been domesticatedNavicula but not the domesticated Navicula in the papermaking wastewater.Moreover,different nutrients of D 1 Medium are working together to stimulate the growth of algae,rather than one particular class of substances.But according to the growth curve ofNavicula,there will be better growth of Navicula if the prehensive nut(来源：淘豆网[/p-.html])rients.In addition,the degradation results of COD show that the addition of nutrients Can helpNavicula degradation of COD in papermaking wastewater.When using the domesticatedNavicula handling high concentrations of COD in papermaking wastewater,the capacityis lower than handling lOW concentrations of COD,but still has a certain effect.Keywords:NpaCOD;D 1 MediumH1.2高浓度有机废水的处理方法………………………………………………………21.2.1物理化学方法…………………………(来源：淘豆网[/p-.html])……………………………………...21.2.2化学处理方法…………………………………………………………………21.2.3生物处理方法…………………………………………………………………·21.3造纸废水的概况……………………………………………………………………·21.3.1造纸废水特点…………………………………………………………………21.3.2造纸废水处理方法……………………………………………………………21.3.3利用藻类处理造纸废水的研究………………………………………………31.3.4藻类对造纸废水的处理方法…………………………………………………41.4造纸废水中木质素的研究进展…………………………………………………”51.5本文研究的目的、内容及意义…………………………………………………”72材料与方法………………………………………“2.1材料和仪器…………………_……………………………………………………·92.1.1供试藻种及造纸废水…………………………………………………………”92.1.2藻类培养基……………………………………………………………………92.1.3实验试剂………………………………………………………………………l 02.1.4主要实验仪器………………………………………………………………”102.2实验方法…………………………………………………………………………1O2.2.1舟形藻对不同初始COD浓度的造纸废水中COD去除效果研究………102.2.2 Si元素对舟形藻在造纸废水中的生长及对其COD去除效果的影响……1l2.2.3使用木质素磺酸钠驯化舟形藻………………………………………………ll2.2.4驯化前后的舟形藻对造纸废水COD的去除效果…………………………112.2.5测定藻类营养物刺激对造纸废水中舟形藻生长的影响…………………”1l⑨硕士学位论文MASTER’S THESIS2.2.6舟形藻培养基的不同成分对舟形藻在造纸废水中生长的影响及COD去除效果比较……………………………………………………………………………1 22.2.7驯化成功的舟形藻处理较高浓度的造纸废水……………………………·123结果与分析·133.1舟形藻对不同初始COD浓度的造纸废水中COD去除效果研究结果………133.2 SI元素对舟形藻在造纸废水中的生长及对其COD去除效果的影响研究结果………………………………………………………………………………………………………………………133.3木质素磺酸钠对舟形藻的驯化结果……………………………………………·153.4驯化前后的舟形藻对造纸废水COD的去除效果……………………………·193.5培养基营养物刺激对造纸废水中舟形藻生长的影响…………………………193.6舟形藻培养基的不同成分对舟形藻在造纸废水中生长的影响及COD去除效果的比较……………………………………………………………………………………………………………2l3.7驯化后的舟形藻处理较高浓度造纸废水实验结果……………………………·244讨论··参考文献致谢…25⑨硕士学位论丈MASTER‘S THESIS1前言1.1高浓度有机废水的污染概况及危害1.1.1高浓度有机废水污染概况当今世界,随着工业技术的快速发展及生产规模的不断扩大,含高浓度有机物的废水污染源越来越多,其中最主要的污染源之一就是工业废水,它们一般是从造纸厂、重金属厂、皮革制造厂等部门排放出的。一般可以将工业废水分为以下三个大类:1、基本不含有害物质且易于生物降解的,典型代表为食品工业排放的废水;2、含有害物质且易于生物降解的,典型代表为部分化学、冶金、及制药业行业排放的废水;3、含有害物质但不易于生物降解的,典型代表为农药生产和有机化学合成产生的废水【11。高浓度有机废水中含有非常多的纤维素、脂类和碳水化合物等有机物质,用一般的废水治理方法处理比较困难,达不到净化和经济的双重目的,因此对有机废水的净化处理以及综合利用的研究已逐渐成为国际上的热点研究课题之一。1.1.2高浓度有机废水危害高浓度有机废水具有非常明显的特点:一是有机物的浓度高,COD较高,‘一般都在2000mg/L以上,甚至可达几十万mg/L,相比较而言,BOD较低。二是成分比较复杂,含有毒物质的有机废水中的有机物主要是芳香族化合物和杂环化合物,另外还含有氮化物、硫化物、重金属和其他有毒有机物。三是色度高,有异味,有些废水还会散发恶臭,对周围的生活环境影响很大。四是具有强酸或强碱性,这是因为高浓度有机废水中酸、碱类物质含量很高【2】。高浓度有机废水主要危害有:一是需氧性危害,在高浓度有机废水中存在生物降解作用,使受纳水体缺氧甚至厌氧,导致多数水生物死亡,从而产生恶臭,继而引起水质乃至环境的恶化。二是感观性污染,水体由于被高浓度有机废水污染从而失去使用价值,水体附近居民的日常生活都会受到恶劣的影响。三是致毒性危害,超高浓度有机废水中含有大量有毒物质,并且这些物质会在自然环境中不断累积、储存,通过食物链最后进入人体,人类健康受到严重的危害【2J。1.2高浓度有机废水的处理方法1.2.1物理化学方法物理化学处理技术是指在处理过程中将废水中的污染物通过相转移的变化以达到净化水质的目的[21,主要包括化学氧化.吸附法、混凝法、萃取法、电化学法以及焚烧法等。1.2.2化学处理方法化学处理技术是运用化学原理和化学作用使废水中的有害成分转化为无害物质,从而达到净化废水目的的方法,包括臭氧氧化法、Fenton氧化法、电化学氧化法等【2J。1.2.3生物处理方法利用微生物氧化、降解、吸附废水中的有机物污染物,将这些物质作为自身的营养物或者能源加以利用,使废水得以净化,这就是一般有机废水处理系统中最重要的过程之一,即生物处理方法。好氧生物氧化、兼氧生物降解及厌氧消化降解等技术得到广泛应用。生物处理技术的优点是经济可行、处理能力强、易于调控以及无二次污染等,这些方法被各国使用,已越来越受到国内外研究者的重视。1.3造纸废水的概况1.3.1造纸废水特点高浓度有机废水的主要组成部分即是造纸废水,它是一种典型的高污染、高耗氧、难降解的有机废水,浓度高、色度深、含纤维悬浮物多、COD含量高【3j。在我国,造纸废水的排放量居全国第三位,是主要的地表水污染源,在全国工业废水污染物排放量中,COD排放量居全国第一位,占到的35.3%141。我国的造纸行业中造纸原料大多使用草类,而且造纸企业数量多,中小规模的居多、造纸技术较为落后,因此污染状况十分严重。因此对造纸废水净化处理、降低COD等指标的研究具有很大的经济和实用价值。1.3.2造纸废水处理方法造纸废水是水污染的主要污染源,COD的含量很高。众所周知,在造纸过程中会产生大量的环境污染物,其废水含有大量木质素及其衍生物,远远达不到排放标准。造纸废水色度高,COD和BOD高,pH值不稳定,另外还有含固体悬浮物、2⑨硕士学位论文MASTER‘S THESIS***化物、硫酸盐等。另外,这些物质还会产生***化木质素和***化苯酚等有可能致癌的物质。截至到目前,已有多种方法被用来降解处理造纸废水中的COD,例如好氧生物处理技术中的序批式活性污泥法(SBR)p】、循环式活性污泥法(CAST)[61厌氧消化法中的上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧流化床(AFB)以及厌氧.好氧处理工艺等【3】。其中厌氧.好氧工艺处理效果最好,厌氧工艺处于其次。由于造纸废水中大量的木质素的存在,使得微生物降解作用难以有效进行,可生化性不高,从而使上述生物污水处理方法的应用受到很大的限制。研究发现,真菌对木质素又很强的降解能力,利用真菌来处理造纸废水,有机物被降解地较为彻底,而且这些真菌能够忍受高浓度有毒污染物。其中,自腐菌对纸浆漂白废水具有明显的脱色和降低COD的效果,可以使水体的可生化性得到很大的提高。唐刚等[71采用间歇处理法,使用真菌降解造纸废水中的木质素,在pH6.5时造纸黑液COD的去除率高达88.7%,木质素去除率达到72.3%。Y0ng Lu,Lianhe Yah等瞵J采用固定化白腐菌对焦化废水进行生物降解,实验结果表明,在进行六天之后,此类真菌对酚类化合物以及COD的去除率分别为87.05%和72.09%,与非固定化的白腐菌处理废水相比,固定化白腐菌的去除率明显提高。但是,白腐菌的生长需要添加高浓度的葡萄糖,这样将使造纸废水中有机物的比重大大增加,进而使应用过程中受到限制,故此方法具有一定的局限性p‘1¨。1.3.3利用藻类处理造纸废水的研究藻类在进行光合作用和呼吸作用的过程中,能够利用本身特有的生化作用,使废水中的有机物分解成简单的物质,并吸收其中的C、H、O、S、P等元素作为养料。如果有其他微生物存在于污水中时,藻类光合作用产生并释放出的02会增加水中的溶解氧,有利于好氧微生物的生长,而微生物代谢过程中产生的C02,又是藻类主要的碳来源,能促进其光合作用,提高对污水的净化能力【l2‘。利用藻类处理有机废水,操作简单、方便、经济、高效。如果将有机废水作一定的前期预处理,它们都将可以作为养殖藻类的营养源,如此一来既除了营养源又净化了污水,还可将得到的藻类可收集,用作饲料、肥料等,甚至能提取其中有价值的天然产物。已有研究证明,藻类具有多重优点,如易分离、易于获得、耐污性强、温度适应性宽(4℃&--30&C)、对光照要求不高、沉降性能好等。与传统方法相比,利用藻类处理造纸废水简单、方便、经济、高效,可操作性非常好。根据本实验室之前的实验结果,硅藻中的舟形藻和小环藻对造纸废水COD的去除效率相对较高,其中舟形藻的处理效果最好¨川。3⑨硕士学位论文MASTER’S THESIS1.3.4藻类对造纸废水的处理方法利用藻类处理废水的方法可以追溯到上个世纪五十年代【141,Joseph V等【l5】对海洋藻类的数量进行一些分析,来判断排到水体中过量的营养物质,与此同时,发现了藻类能够减少污水中的COD浓度。利用藻类处理废水,不仅不会破坏环境,藻类还可以重复利用,尤其是在某些干旱地区【161。基于以上优点,对于藻类的研究和应用受到越来越多的关注。(1)氧化塘方法:藻类等低等植物和菌类共生的废水处理系统即是氧化塘,将污水中的有机物作为营养底物来进行生长繁殖等生命活动。这类方法是利用藻类来处理废水最具代表性的方法。氧化塘具有能源消耗少、运转管理方便等优点,一般作为废水的二级或三级处理构筑物而使用。在使用过程中,COD(化学需氧量)以及BOD5都会得到显著降低,木质素和SS也会得到有效去除【17J。Ignacio等【l8】采用高效藻类氧化塘(HRAPs)处理猪场废水,实验取得了非常好的处理效果,COD以及TKN的平均去除率达到了76+11%和88士6%。徐亚东等【”1采用了造纸废水人工湿地塘床处理系统,其过程为先用物化方法对造纸废水中的木质素进行预处理,之后进入氧化塘系统,再进入到芦苇人工湿地系统深度处理,造纸废水中的COD、BOD5等特征污染物指标都可以得到较高的去除效率。(2)藻菌结合的处理方法:为了提高对造纸废水的处理效果,用藻处理废水的时候,一般情况下会按照不同的藻种而加入相应的菌种。另外,水体的净化程度也可以由藻类与菌种之间的种群变化作为标志[201。藻菌结合处理方法与氧化塘二者原理基本相同,只是添加了某些菌种,提高处理效果稳定性和显著性。如高效藻类塘,它主要是通过植物和异养细菌两类生物之间在生理功能上产生协同作用对污染物进行降解,从而达到净化污水的目的【211。影响高效藻类塘系统的最主要因素是太阳辐射、温度、pH等L22】。高效藻类塘中常见的藻种有:栅藻、小环藻、小球藻、衣藻和裸藻等。藻类的不同种类主要是由营养物的种类和浓度、温度以及搅拌的速度和方式等因素决定的;藻类种类出现与分布主要受到气候条件等因素的影响,比如硅藻生长旺盛期大多在春秋两季,而绿藻则在夏季的时候占优势12lJ。Gonzalez C等【23】使用绿藻和分离自活性污泥中菌类的混合系统,用COD初始浓度为2000mg/L的有机废水作为底物,在这个系统中COD的去除率达到75%的时候,就会形成稳定的生物膜,然后在将这个生物膜去处理废水。虽然结果表明COD的去除效率不高,然而从经济角度考虑,这种藻菌结合的方法仍具有进一步研究的价值。Matta ME[24】使用了裸藻、衣藻、颤藻属和菱形藻属等几种藻与特定的细菌相结合,以降低其中废水中的COD,实验在一年之内连续操作进行,实验结果表明,COD4播放器加载中，请稍候...
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