导读:本文包含了生物增强活性炭论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:活性炭,生物增强活性炭,有机污染物,停留时间
生物增强活性炭论文文献综述
公绪金[1](2018)在《适宜松花江源水特性及生物增强的活性炭优选》一文中研究指出为选择出一种适宜松花江水源水生物强化的活性炭,利用3种活性炭(XYK、YM和GAC15)构建了生物增强活性炭(BEAC)和普通生物活性炭(BAC)工艺体系。以经过常规处理后的松花江水为进水,研究了活性炭类型对BEAC和BAC工艺去除有机污染物效能的影响、停留时间和臭氧含量对工艺的影响以及活性炭类型对功能菌生物量及生物活性的影响。结果表明,富含中孔的新型炭(XYK)净水效能最优,更适宜生物强化,启动期间B-XYK对COD_(Mn)和UV_(254)的最大去除率分别为86.65%、93.00%。停留时间25 min、臭氧投加量2.5 mg/L时出水COD_(Mn)达最低,但其对去除UV_(254)的影响较小。(本文来源于《水处理技术》期刊2018年06期)
公绪金[2](2018)在《双级生物增强活性炭工艺对低温微污染原水中氨氮的净化效能》一文中研究指出以新型高效煤质活性炭(XHIT)和低温异养硝化菌群为基础构建了双级生物增强活性炭(T-BEAC)工艺,针对北方某地表水源水,研究了T-BEAC对冬季低温水中NH_3-N及COD_(Mn)的去除效能,以及对亚硝酸盐与硝酸盐的控制特征,并考察了不同运行时间下功能菌群在活性炭表面的分布特征。结果表明:水温为2℃时,采用T-BEAC工艺,氨氮的最大去除绝对平均值达到0.293 mg/L,其中50%的氨氮转化为硝酸盐,亚硝酸盐无积累现象;当通水倍数达到15.3 m~3水/(kg活性炭)时,T-BEAC工艺对高锰酸盐指数的去除率达93.9%。运行至第70 d时,活性炭表面形成稳定的生物膜,生物量和脱氢酶活性分别达到3.62×10~9CFU/(g活性炭)和19.56 mg TF/(L·h)。(本文来源于《净水技术》期刊2018年04期)
公绪金[3](2016)在《基于生物增强工艺的新型活性炭净水特性与评价指标研究》一文中研究指出水源污染的日益严重及水质标准的不断提高为保障供水安全提出了挑战。生物增强活性炭深度处理工艺(Bio-Enhanced Activated Carbon Process,BEAC)因其高效性和稳定性而得到广泛应用。适用于BEAC工艺的活性炭应兼顾吸附性能和功能菌固定能力,这就要求活性炭具有更加合理的孔结构分布。但目前我国净水厂常用的活性炭以微孔型吸附炭为主,以微孔型炭构建的BEAC工艺仍存在着一些问题。微孔型炭对天然有机物的吸附效能和功能菌固定化能力有限,使得BEAC工艺的净水效能和活性炭的适用寿命得不到有效的提高。因此,开展适用于BEAC工艺的新型高效活性炭的研究对于保障供水安全具有重要的理论意义与工程应用价值。本文针对经活化前氧化与深度活化进行孔结构调整的煤质活性炭,探讨了孔结构调控对活性炭表面物化特性,吸附性能指标和功能菌固定能力的影响;优选出基于生物增强新型高效活性炭(XHIT型炭)。研究结果表明,与净水厂常用的破碎活性炭(PS)和柱状活性炭(ZJ15)相比,经孔结构调控后的XHIT型炭具有同步发达的中孔(0.7041 cm3/g)和大孔容积(0.153 cm3/g),微孔容积也达到了(0.2616 cm3/g)。孔径分布在20.4~208.2?范围内中孔(孔容积为0.6848 cm3/g)的增加提高了XHIT型炭的吸附效能,其碘吸附值(VIN)、亚甲蓝吸附值(VMB)和腐殖酸吸附值(VHA)分别达到1100 mg/g、251 mg/g和1.033mg/g。与常用活性炭PS和ZJ15相比,XHIT型炭表面的菌量经24 h循环固定后分别提高了45.84%和21.40%。通过小试试验与快速吸附试验(RSSCT)相结合的方式,以净水厂常用的PS型和ZJ15型活性炭为参照,对比研究了XHIT型炭净化松花江水源水的特性;从微孔污染物总量控制的角度,明确了生物增强活性炭生物降解与吸附发挥协同作用的量化关系。研究结果表明,采用XHIT型炭所构建的普通生物活性炭工艺(Biological Activated Carbon-BAC,标记为C-XHIT体系)及BEAC工艺(标记为B-XHIT体系)对富里酸类、腐殖酸类、芳香类、烷类、苯类及萘类等有机污染物的去除效能均优于PS型和ZJ15型活性炭。生物降解及吸附协同效能量化研究表明:XHIT型炭的通水倍数(KBV)由39.50增加至96.06m3·水/kg·炭时,B-XHIT体系内由生物降解作用贡献的CODMn累积去除量(比率)由31674.72 mg·CODMn/kg·炭(33.40%)增加至61364.53 mg·CODMn/kg·炭(47.53%)。对活性炭表面生物量及菌群结构的分析表明,XHIT型炭的表面微环境及孔结构分布特性较净水厂常用活性炭(PS和ZJ15)更加适宜优势功能菌及水源水中菌群的表面固定化及增殖。通过小试试验体系的快速穿透试验,基于CODMn穿透点和吸附性能指标的变化特性研究了XHIT型炭的使用寿命;探讨了评价炭寿命及净水效能的代表性指标。研究结果表明,小试试验体系的进水CODMn均值为3.28±0.47 mg/L时,XHIT型炭所构建的小试试验体系第二次达到CODMn穿透点(CODMn达到3.0mg/L)时,C-XHIT和B-XHIT体系累积可处理水量(2st-KBVC-3.0和2st-KBVB-3.0)分别达到75.20和96.06 m3·水/kg·炭;以CODMn表征的有机物污染物累积去除量(2st-QCC-3.0和2st-QCB-3.0)分别达到103875.2和129089.85 mg·CODMn/kg·炭。相关性分析表明,各试验体系的CODMn半数穿透点(KBVC/B-1.5)与2st-KBVC/B-3.0及2st-QCC/B-3.0之间具有良好的非线性相关性,证实了以KBVC/B-1.5作为评价不同类型活性炭使用寿命的代表性指标的合理性。研究同时证实了单纯基于性能指标国标限制值评价活性炭寿命的不足,并对主要吸附性能指标的限制值进行了修正。在对XHIT型炭特性表征、净水效能、吸附与生物降解协同效能及使用寿命分析成果的基础上,构建了基于生物增强工艺的XHIT型活性炭的综合加权评价指标体系。研究结果表明,通过对活性炭基础指标体系的完善及理想模式炭(MST)和性能指标权重(Wi)的引入,以体现不同类型活性炭孔结构分布特征及吸附性能的12项主要指标进行加权综合量化评分(CQI评分),可以明确活性炭对功能菌的固定能力和对CODMn的累积去除能力。对XHIT型炭的净水经济性指标的对比核算结果表明,XHIT型炭在吨水处理成本有所降低的同时,可提高对CODMn表征的有机物污染物的累积去除量;XHIT型炭在BAC及BEAC工艺条件下的净水性价比优于净水厂常用活性炭PS和ZJ15。综上,通过本文系统的研究了孔结构分布特性对其吸附效能及功能菌固定能力的影响;活性炭表面生物降解与吸附作用协同效能的量化关系;基于净水效能和吸附性能指标变化特性相结合的活性炭寿命评价方法;生物增强的活性炭加权综合评价指标体系。所获得的研究成果可为保障BEAC工艺的长期稳定运行提供理论依据,同时将对我国供水行业活性炭新材料的广泛应用提供理论和技术支持。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-03-01)
孙晓伟[4](2013)在《反冲洗对生物增强活性炭工艺稳定性的影响研究》一文中研究指出生物增强活性炭技术是在活性炭载体上通过固定从自然界中筛选的优势菌种,增强水处理过程中的降解作用,并且提高降解效率的一种方法和措施。通过向活性炭投加人工筛选的优势菌种进行生物增强,不仅可以加快系统启动,增强系统稳定性,而且有较强抗冲击负荷能力。反冲洗包含了水流剪切摩擦、滤料颗粒间碰撞摩擦等过程,在反冲洗过程的多重作用下,促使老化的生物膜及杂质在强烈的剪切、碰撞作用下快速脱落,加速优势菌株的更新,提高活性,对控制生物增强活性炭工艺稳定性具有重要意义。(本文来源于《科技创新与应用》期刊2013年24期)
秦雯,李伟光,张多英,黄晓飞[5](2013)在《异养硝化菌生物增强活性炭处理低温水的效能》一文中研究指出为研究异养硝化菌Y7和Y16对低温水的处理效果,构建生物增强活性炭(BEAC)滤柱,其中A滤柱接种Y7菌株,B滤柱接种Y16菌株,C滤柱接种Y7+Y16混菌,以不接菌活性炭滤柱(D)作为对照。在5℃下研究了工艺对氨氮和COD Mn的去除效果、亚硝酸盐氮与硝酸盐氮的积累特征以及进水DO含量和滤速对BEAC工艺运行效果的影响。结果表明,BEAC工艺对氨氮的去除效果优于GAC,其中C滤柱对氨氮的降解能力最强,运行期间并未出现硝酸盐氮与亚硝酸盐氮积累现象,启动期间对氨氮的最大去除率达到26.88%,对COD Mn的最大去除率达到85.12%。进水溶解氧浓度对各滤柱去除氨氮和COD Mn几乎没有影响;低滤速有利于BEAC对氨氮的降解,但对去除COD Mn的影响较小。(本文来源于《中国给水排水》期刊2013年15期)
郜玉楠,李伟光[6](2012)在《臭氧对生物增强活性炭系统中菌群稳定性影响研究》一文中研究指出为提高生物增强活性炭(BEAC)工艺的生物稳定性,进行臭氧工艺对固定的优势菌群稳定性的影响研究。结果表明,臭氧投加量1.5~2.5mg/L,接触时间大于10min时,可有效杀灭进水中的杂菌,且产生的余臭氧量(小于0.25mg/L)不会影响后续工艺中优势菌群的生物活性。通过对比臭氧—BEAC和单独BEAC工艺滤料表面菌群组成随运行时间的变化规律,臭氧—BEAC工艺优势菌在活性炭表面始终占主导地位,菌种组成及生态结构未发生改变,有较好的生物稳定性。单独BEAC工艺运行至6个月时,菌群组成发生较大变化,优势菌数量减少。通过扫描电镜观察,运行6个月的臭氧—BEAC炭上形成菌体重迭的菌团结构,并有较多未被生物覆盖的滤料表面和空缺的地方。单独BEAC工艺活性炭表面粗糙结构较少,被大量污染物与菌团相互包裹的颗粒所覆盖。(本文来源于《给水排水》期刊2012年04期)
解丰波,张圣金[7](2011)在《臭氧-生物增强活性炭技术在饮用水处理领域中的应用》一文中研究指出我国水污染的现状日益严重,在水源水受到微污染的情况下,常规处理工艺不能有效地去除水中的有机污染,导致氯消毒后的出水中含有具有"叁致"特性(致癌、致畸、致突变)的消毒副产物。臭氧-生物增强活性炭联用技术能够有效地去除水源水中的有机污染物,减少消毒副产物的生成量,对于解决微污染水源水问题,保证饮用水供水安全有着重要意义。(本文来源于《黑龙江科学》期刊2011年06期)
张多英[8](2011)在《生物增强活性炭优势菌群稳定及竞争特征研究》一文中研究指出水源污染和可利用水资源的日益短缺问题为保障供水安全提出了挑战。生物增强活性炭技术(Bio-enhanced Activated Carbon,BEAC)将筛选出的优势菌群固定在活性炭载体上,用于饮用水深度处理,可以增强对有机物的降解效能、提高降解速率,因此受到广泛关注。目前对于BEAC工艺的研究重点在于通过选择适宜的活性炭、调控工艺运行,利于优势菌群生长、防止外入菌群生长、保持高生物活性和生物量,确保工艺稳定运行。然而以上研究均未涉及优势菌的菌群结构动态变化特点,优势菌间的相互关系,以及优势菌群对生态位的竞争关系。优势菌群是BEAC工艺的核心,研究优势菌群的稳定特征及竞争关系,对于保障BEAC工艺稳定运行具有重要意义。为了减少由DNA提取不当导致的DGGE分析结果偏差,本文首先进行了3种不同活性炭上菌群DNA提取方法的研究,通过测定DNA量、DNA纯度和DGGE图谱,结果表明采用方法C(20 kHz、输入能量为40 W的超声波预处理120 s,用1% CTAB、100μL 10 mg/L蛋白酶K和1.5 mL 20% SDS对菌体细胞裂解)提取的基因组总DNA经DGGE分析后,可获得完整的DGGE菌群图谱,为最佳DNA提取方案。针对难以应用FISH检测活性炭上菌群的问题,采用超声振荡分离活性炭上菌群后,在不同条件下进行杂交试验,通过测定菌群数量,发现FISH方法??可获得最多的菌群数量,其具体步骤为:超声振荡120 s预处理后,样品用8μL含有50 ng探针的杂交缓冲液,在40°C恒温下杂交3 h,之后用不含探针的杂交缓冲液在42°C条件下洗脱20 min。应用上述最佳DNA提取方法和FISH检测方法,对普通生物活性炭(BAC)滤池进行菌群监测,确定优势菌的菌属,并进行分离,获得5株优势菌(SRO 2,SRO 11,SRO19,SRO 20和SRO 30)。通过优势菌对TOC降解效果研究,以及测定世代时间和脱氢酶活性,发现筛选出的优势菌与其他细菌相比,同时具备较高的TOC降解能力、快速生长能力和高脱氢酶活性。将筛选的5株优势菌混合后固定于活性炭上,建立BEAC工艺体系。采用最佳DNA提取,及DGGE、ATP、SEM和FISH等技术对比分析了BEAC和普通BAC工艺中菌群动态变化,结果发现,优势菌具有代谢能力强、生物活性高和生长速度快的优点,在BEAC工艺运行期间,上、中、下层菌群生物活性比普通BAC高(BEAC工艺运行至90 d时,菌群生物活性已超过1000 ng ATP/g炭,运行至180 d时,上、中、下层菌群生物活性均超过1500 ng ATP/g炭,而BAC工艺运行期间,最高生物活性仅为1023.5 ng ATP/g炭);BEAC工艺菌群生物活性增长速度较普通BAC快(BEAC工艺菌群活性平均增长速率为7.70[ng ATP·g~(-1)炭·d~(-1)],而普通BAC工艺仅为5.12[ng ATP·g~(-1)炭·d~(-1)]),BEAC工艺对TOC的平均去除率为76.24%,而普通BAC仅为58.97%。BEAC工艺中优势菌群沿活性炭柱上、中、下层的分布相对均一,各层优势菌群均能充分发挥作用,提高了BEAC工艺对有机物的去除效率,优势菌群对提高污染物降解效果和工艺稳定运行发挥了重要作用。优势菌SRO 30在BEAC工艺中的比例最高,在运行至180 d时,占生境中总生物量的50%左右;其次是SRO 19,占总生物量的25%以上。BEAC工艺运行期间,优势菌群总量呈增加趋势,但优势菌SRO 11数量逐渐减少。在对BEAC工艺优势菌群竞争关系研究时发现,种群竞争与最低资源(有机物)需求(R~*)有关,由于BEAC工艺中可利用的资源(有机物)低于优势菌SRO 11的最低资源(有机物)需求(R~*),导致180 d后SRO 11从工艺体系中消失。假单胞菌属的SRO 2、SRO 11、SRO 19和SRO 20之间以利用性竞争为主,SRO 30与4株假单胞菌(SRO 2、SRO 11、SRO 19和SRO 20)之间以干扰性竞争为主。应用Lotka-Volterra方程计算了BEAC工艺中假单胞菌属(SRO 2,SRO 19和SRO 20)和枯草芽孢杆菌SRO 30的负荷量K_1和K_2,竞争系数α和β,结果表明,在一定条件下,BEAC滤池上、中、下层的假单胞菌属竞争系数α均小于K_1/K_2,枯草芽孢杆菌竞争系数β均小于K_2/K_1,枯草芽孢杆菌(SRO 30)和假单胞菌属(SRO 2,SRO 19和SRO 20)可以共存于BEAC反应体系中,最终形成稳定体系。通过以上研究,建立了一种活性炭微生物DNA提取和FISH检测方法,为活性炭上菌群分析提供了可靠的技术手段;发现了枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis SRO 30和穿孔假单胞菌Pseudomonas pertucinogena SRO 19在BEAC工艺中的显着优势地位;通过数学模型预测了优势菌稳定特性,发现假单胞菌SRO 2、SRO 19和SRO 20和枯草芽孢杆菌SRO 30可以形成稳定体系。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2011-06-01)
郜玉楠,李伟光,王广智,张多英,刘水[9](2010)在《生物增强活性炭工艺中优势菌群生物活性强化》一文中研究指出为提高生物增强活性炭工艺中优势菌的生物活性,使优势菌保持较高有机物降解能力,通过研究温度、pH值、培养时间、溶解氧对优势菌群生物活性的影响,确定优势菌的最佳生长条件.从松花江水中筛选可用于生物增强活性炭技术的优势菌5株,鉴定结果分别为Pseudomonas balearica,Pseudomonas putida,Acinetobacter calcoaceticus,Acinetobacter lwoffii,Brevibacterium mcbrellneri.结果表明,该5株优势菌在pH=6、温度为18℃、培养时间为36h、溶解氧为7mg/L条件下驯化后具有较高的脱氢酶活性,PCR-DGGE分析结果表明,在优化条件下得到的高活性优势菌群在活性炭上固定的数量要明显高于未在优化条件下生长的优势菌群.(本文来源于《哈尔滨工业大学学报》期刊2010年10期)
郜玉楠[10](2010)在《土着菌群对生物增强活性炭系统的稳定运行研究》一文中研究指出生物增强活性炭技术(BEAC)在饮用水处理工艺中具有显着的优势,通过将人工筛选驯化的优势菌群固定在活性炭表面,利用微生物的降解作用协同活性炭的吸附作用,可提高活性炭工艺对有机物的去除效率。由于BEAC工艺为开放式系统,水中土着菌进入活性炭表面势必对优势菌群产生影响,从而抑制优势菌的生物活性,影响优势菌群生态位,限制优势菌生物降解作用的发挥。本论文以松花江水中筛选的5株降解有机物优势菌(枯草芽孢杆菌,施氏假单胞菌,穿孔假单胞菌,巴利阿里假单胞菌,恶臭假单胞菌)为研究对象,以土着菌群对BEAC工艺中优势菌群的影响作用为核心,通过静态试验、中试试验并利用分子生物学技术和生物量、生物活性等检测方法,重点研究了优势菌群与土着菌群的微生物生长特性、优势菌群固定化特性、土着菌群对BEAC工艺优势菌群的影响作用、控制土着菌群进入BEAC系统的工艺条件等内容,为实际工程应用提供理论依据。研究结果表明:优势菌群生长适应范围宽于土着菌群,在适宜条件下生长所得的优势菌群脱氢酶活性(22.9-52.9 mgTF/(L·h))高于土着菌群的脱氢酶活性(7.9-23.5 mgTF/(L·h))。优势菌群降解有机物的能力高于土着菌群,纯优势菌液对松花江水中TOC的平均去除率比土着菌群高9.1%。尽管优势菌群生物活性和有机物降解能力高于土着菌群,两者利用的营养物质却属于同一类,GC-MS结果表明优势菌群与土着菌群主要降解胺类、醇类、酚类、卤代烃类、氨基酸类、醚类,因此两种菌群在BEAC系统中势必会导致对营养物质的竞争。通过BEAC工艺运行试验研究表明,土着菌群进入BEAC工艺对优势菌群微生物组成和分布、生物量和生物活性、以及降解有机物效能均有较大的影响。运行30-90d时,在BEAC炭上的土着菌数量不断增多,抑制了优势菌群的生长速率和生物活性;运行90-180d时,活性炭上土着菌群数量和种类超过优势菌群,与优势菌群竞争营养物质和生存空间,使BEAC炭上生物量和生物活性逐渐降低;运行180d后,由于有限的营养机制无法满足大量的微生物生长需求,激烈的竞争使大部分微生物消失,仅4株菌种在生态竞争中仍占有较多数量,包括2株优势菌(穿孔假单胞菌和枯草芽孢杆菌)和两株土着菌。由此说明,BEAC工艺中土着菌群对优势菌群的生物稳定性影响较大。控制土着菌群进入BEAC系统的工艺条件研究结果表明,反冲洗周期为7-10d,反冲洗气强度为8-10 L/(m2·s),BEAC工艺停留时间为15min,保证生物增强活性炭优势菌充分发挥生物降解能力,保持较强的生物活性,抑制土着菌群在活性炭表面数量增多。臭氧作为BEAC系统的前处理工艺可抑制土着菌群入侵,当臭氧投加量2-2.5mg/L,臭氧接触时间大于10min时,可有效杀灭水中细菌并保证水中余臭氧对BEAC炭上优势菌的生物活性没有影响。通过PCR-DGGE指纹图谱分析表明,穿孔假单胞菌、施氏假单胞菌、枯草芽胞杆菌在活性炭表面的附着效果好,生长条件范围广。特别是,穿孔假单胞菌和枯草芽胞杆菌在与土着菌群的竞争中始终占优势地位,保持较高生物活性。恶臭假单胞菌和巴利阿里假单胞菌不易附着在活性炭表面,受环境因素影响较大,尤其巴利阿里假单胞菌在臭氧-BEAC工艺运行过程中表现出生物活性低,数量少。因此,在工程应用中不考虑将巴利阿里假单胞菌作为优势菌。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2010-01-01)
生物增强活性炭论文开题报告
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
以新型高效煤质活性炭(XHIT)和低温异养硝化菌群为基础构建了双级生物增强活性炭(T-BEAC)工艺,针对北方某地表水源水,研究了T-BEAC对冬季低温水中NH_3-N及COD_(Mn)的去除效能,以及对亚硝酸盐与硝酸盐的控制特征,并考察了不同运行时间下功能菌群在活性炭表面的分布特征。结果表明:水温为2℃时,采用T-BEAC工艺,氨氮的最大去除绝对平均值达到0.293 mg/L,其中50%的氨氮转化为硝酸盐,亚硝酸盐无积累现象;当通水倍数达到15.3 m~3水/(kg活性炭)时,T-BEAC工艺对高锰酸盐指数的去除率达93.9%。运行至第70 d时,活性炭表面形成稳定的生物膜,生物量和脱氢酶活性分别达到3.62×10~9CFU/(g活性炭)和19.56 mg TF/(L·h)。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
生物增强活性炭论文参考文献
[1].公绪金.适宜松花江源水特性及生物增强的活性炭优选[J].水处理技术.2018
[2].公绪金.双级生物增强活性炭工艺对低温微污染原水中氨氮的净化效能[J].净水技术.2018
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[9].郜玉楠,李伟光,王广智,张多英,刘水.生物增强活性炭工艺中优势菌群生物活性强化[J].哈尔滨工业大学学报.2010
[10].郜玉楠.土着菌群对生物增强活性炭系统的稳定运行研究[D].哈尔滨工业大学.2010