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改性聚氨酯填料的生物膜附着性能及废水处理特性研究
摘要
本研究采用改性聚氨酯填料作为生物载体，研究了生物膜附着性能及其对污水处理的影响。通过测定生物膜的附着量和污水去除率，研究了填料材料不同改性程度对生物膜形成和污水处理性能的影响。结果表明，经改性的聚氨酯填料对生物膜附着和污水去除具有较好的促进作用。此外，填料材料的某些性质对生物膜形成和污水处理的影响也得到了初步研究和探讨。
关键词：改性聚氨酯填料；生物膜；附着性能；污水处理特性
Abstract
Inthisstudy,modifiedpolyurethanepackingmaterialwasusedasabiologicalcarriertostudytheadhesionpropertiesofbiofilmanditsimpactonwastewatertreatment.Bymeasuringtheamountofbiofilmattachmentandtheremovalrateofwastewater,theimpactofthedegreeofmodificationofthepackingmaterialonbiofilmformationandwastewatertreatmentperformancewasstudied.Theresultsshowedthatmodifiedpolyurethanepackinghadabetterpromotingeffectonbiofilmattachmentandwastewaterremoval.Inaddition,theimpactofcertainpropertiesofthepackingmaterialonbiofilmformationandwastewatertreatmentwasalsopreliminarilystudiedanddiscussed.
Keywords:modifiedpolyurethanepackingmaterial;biofilm;adhesionproperties;wastewatertreatmentcharacteristics
1.背景和意义
随着工业化和城市化的快速发展，水资源的短缺和水污染问题已经成为全球关注的热点问题。在这种情况下，生物技术在水处理领域中得到了广泛应用，其中生物膜技术成为了一种重要的污水处理技术。生物膜是一种生物附着形成的微生物群落，广泛存在于自然界中。在废水处理中，生物膜技术通常采用填料法，即将生物载体材料填充于反应器中，通过生物附着形成生物膜，利用膜上的微生物达到去除有机物和氮、磷等污染物的目的。因此，选取一种合适的生物载体材料对于生物膜技术的成功应用十分重要。
目前，生物载体材料的研究主要集中于填料材料的结构、表面形貌以及化学性质等因素对生物附着的影响。研究表明，填料材料表面的某些性质（如粗糙度、亲疏水性等）对生物膜形成和稳定性具有重要的影响。近年来，对填料材料进行改性也受到了研究者的关注。填料材料的改性可以通过改变其表面性质从而调节生物附着行为，从而实现更好的废水处理效果。
因此，本研究旨在采用改性聚氨酯填料作为生物载体，研究其对生物膜附着性能及污水处理特性的影响，并探讨其机理，为填料材料的优化设计和废水处理的研究提供参考。
2.实验方法
2.1实验材料
填料材料：聚氨酯填料，分别经过不同的改性处理。
2.2生物膜的培养和定量
准备和处理废水：通过模拟实际的废水排放条件，制备不同浓度的模拟废水。
生物载体填充：将已经预处理过的填料材料填充于反应器中。
生物膜培养：将填充了填料材料的反应器中加入模拟废水，通过连续培养，使微生物自然附着在填料材料表面，形成生物膜。
生物膜定量：通过测定填料材料表面生物膜附着量，来评估生物膜的附着性能。
2.3污水处理实验
生物膜反应器操作：采用一台恒温搅拌水浴加热器调节温度和pH值，使反应器保持在适宜的生物附着条件下。
处理效果分析：测定进出水水质参数（如COD、氨氮、总磷等），评价污水处理效果。
3.结果与分析
3.1填料材料的表面形态和化学性质的分析
通过SEM观察了填料材料的表面形貌，并分析了不同改性程度对填料材料表面性质的影响。结果表明，填料材料的表面形态和化学性质不同针对水中不同有害物质的处理有不同的效果，其中，表面形态的变化对总磷去除率的影响最为显著。
3.2生物膜的附着性能分析
通过实验测定了在不同改性程度下填料材料表面的生物膜附着量，并分析了不同改性程度对生物膜附着性能的影响。结果表明，填料材料的表面性质、化学性质、结构等因素对生物膜附着具有很大影响，其中，亲水性的改善可以明显提高生物膜附着量
3.3污水处理效果分析
通过实验测定了填料材料不同改性程度情况下污水处理的效果，并通过