【摘 要】
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随着社会经济的快速发展,工业化程度越来越高,废水偷排乱排的现象层出不穷,在废水水体中,N、P等营养物质过多会造成水体富营养化。因传统生物脱氮法使用的是游离菌,易受外界环境毒物影响,菌也容易流失,造成处理成本增加和处理效果有限。相比之下,固定化微生物法通过载体给微生物提供合适居住的“房子”,既保护了微生物,让菌落发挥作用,又能循环使用,因此在水处理行业成为一个研究的焦点。本论文使用聚乙烯醇（PVA）
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随着社会经济的快速发展,工业化程度越来越高,废水偷排乱排的现象层出不穷,在废水水体中,N、P等营养物质过多会造成水体富营养化。因传统生物脱氮法使用的是游离菌,易受外界环境毒物影响,菌也容易流失,造成处理成本增加和处理效果有限。相比之下,固定化微生物法通过载体给微生物提供合适居住的“房子”,既保护了微生物,让菌落发挥作用,又能循环使用,因此在水处理行业成为一个研究的焦点。本论文使用聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠（SA）、水性聚氨酯（WPU）、壳聚糖（CS）、桔子皮粉（OP）等作为主要原料,制备了PVA/SA/WPU、PVA/CS/WPU、SA/CS/OPS三种固定化微生物载体。以载体传质效率、化学稳定性和氨氮降解效率等为考察指标,研究了载体制备的最佳原料配比,进一步使用垃圾渗滤液研究了载体的脱氮效率主要研究内容如下:（1）通过材料共混、反复冻融和交联等步骤制备出了PVA/SA/WPU复合载体,通过单因素实验获得载体制备的最佳原料配比为PVA10%SA0.5%WPU10%。研究表明,添加PVA有助于提高载体机械强度和化学稳定性,添加SA能改善PVA的交联程度和载体分散性,添加WPU能够改善载体的孔结构载体在20天的重复使用过程中均能保持80%的氨氮去除率,长期使用性较好。（2）通过材料共混、反复冻融和交联等步骤制备出了PVA/CS/WPU复合载体,获得的载体制备的最佳原料配比为PVA10%CS1%WPU10%。载体中添加适量的CS和WPU均能够改善载体孔道结构和化学稳定性,载体处理模拟废水的氨氮去除率可达85%,TN去除率达到78%,在20天的连续使用过程中,其平均氨氮去除率为82.1%,表明载体较好的使用稳定性。（3）通过材料共混、交联和覆膜等步骤制备了SA/OP/CS复合载体,确立的最佳原料配比为SA3%OP1%CS1%。在此配比下,载体传质效率能达到80%,氨氮去除率达到80%,TN去除率达到75%,脱氮效果显著。载体良好的生物相容性有利于微生物在载体内更好的生长繁殖,而载体内大量的-COOH和-OH可能强化了对氨氮的吸附,从而促进氨氮去除。（4）将不同的载体应用于处理垃圾渗滤液。无论是在持续曝气还是间断曝气环境下,氨氮降解效果排序为:PVA/SA/WPU＞PVA/CS/WPU＞SA/OP/CS＞游离菌。PVA/SA/WPU展示了最优的脱氮效果,其20天平均氨氮去除率为连续曝气时83.55%,间断曝气时85%;而TN去除率为连续曝气时56%,间接曝气时70%。相比较而言,间断曝气脱氮效果更加显著。在50-400 mg/L的浓度范围内,脱氮反应符合零级反应动力学模型。
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