添加吸附劑對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)自問世以來,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,有機合成高分子化合物(如聚丙烯酰胺簡稱 ACAM、聚乙烯醇簡稱 PVA、光硬化樹脂等)作為包埋材料具有機械強度高,耐生物分解性好,生物毒性較低和固定化操作較容易,價格低廉等優(yōu)點。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固定化生物處理技術(shù)有一定了解的基礎(chǔ)上,對包埋材料的改進進行了探索性的試驗。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、土對包埋固定化凝膠小球性能的影響。試驗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,通過正交試驗研究了活性炭及凹凸棒土添加量對 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)上對兩種最佳配方的凝膠小球的初期溶出過程、粒徑對生物降解性能的影響及其傳質(zhì)性能做了對比性研究。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,通過正交試驗得出添加

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、溶出試驗結(jié)果表明:無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相對大2~6 mgO2/mgMLVSS·h。
　　5、通過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散系數(shù)測定試驗