本文關(guān)鍵詞：厭氧—好氧生物法處理高濃度聚丙烯酰胺污水效能研究　出處：《中國海洋大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)由于其優(yōu)越的物理化學(xué)性質(zhì)被廣泛地應(yīng)用于油田三次采油過程中,它隨著油田采出水進入水環(huán)境中,具有粘度大、生物抗性強等特點,會給動植物的安全帶來長期的潛在的威脅。在眾多處理方法中,生物方法顯示出越來越多的優(yōu)越性,且隨著不同氧環(huán)境下生物方法的不斷深入研究,單一氧環(huán)境逐漸顯示出了其局限性。本研究中,將厭氧和好氧生物過程結(jié)合起來,利用兩株HPAM降解菌(PAM-2,PAM-F1)和活性污泥處理HPAM濃度為500mg·L-1的模擬污水；初步探究了降解過程中厭氧與好氧生物反應(yīng)器中微生物群落結(jié)構(gòu)特征及生物量,探討了HPAM模擬污水的依時性及生物降解過程中各因素對HPAM降解的貢獻(xiàn)度。實驗結(jié)論如下：(1)靜置時間對HPAM水溶液剪切粘度和pH有影響,靜置時間在20h之內(nèi)時HPAM水溶液剪切粘度變化很小,當(dāng)靜置時間大于20h時剪切粘度有很明顯的損失；靜置時間在24h之內(nèi)時pH變化不明顯,當(dāng)靜置時間大于24h時pH有很明顯的降低。靜置時間小于7天時,氧化還原電位(ORP)幾乎沒有變化,即在短時間內(nèi)氧化還原電位幾乎不受靜置影響；在7000r/min轉(zhuǎn)速時,當(dāng)攪拌時間大于10h后對HPAM水溶液剪切粘度有明顯的損失。(2)利用活性污泥及HPAM降解混合菌進行搖瓶實驗,結(jié)果顯示在全部的降解效果中活性污泥對HPAM吸附作用占32.9%,活性污泥對HPAM降解作用占19.9%, HPAM降解混合菌的協(xié)同降解作用占47.2%。(3)在最佳降解參數(shù)下運行反應(yīng)器,根據(jù)淀粉碘化鎘法HPAM去除率可達(dá)86%; HPAM污水降解過程中,剪切粘度下降可達(dá)75%：根據(jù)總有機碳的變化HPAM去除率只有32.93%。(4)由多重檢測手段得到的降解效果的顯著差異可以得知,HPAM的酰胺基團在生物降解過程中較碳鏈更容易被降解利用。.根據(jù)HPLC、GPC及掃描電鏡法等生物降解前后檢測結(jié)果可知,HPAM由相對分子質(zhì)量約為2.2×107的超長分子鏈被生物降解成為相對分子質(zhì)量約為3.5×103的小分子片段。(5)由檢測得模擬污水降解前后參數(shù)例如pH、氧化還原電位、揮發(fā)性脂肪酸等的變化規(guī)律發(fā)現(xiàn),待生物反應(yīng)器啟動后能夠達(dá)到一個穩(wěn)定的狀態(tài)。(6)在厭氧反應(yīng)器ABR中。第二個隔室內(nèi)微生物濃度有所下降,第三、四個隔室又逐漸恢復(fù)最后超過第一個隔室。根據(jù)掃描電鏡法結(jié)果可知,經(jīng)過馴化后的活性污泥在生物反應(yīng)過程中熟化,變?yōu)槭杷啥嗫椎氖旎勰?可以為微生物提供更多的附著點,有利用HPAM的降解。(7)掃描電鏡結(jié)果和DGGE結(jié)果都表明,在不同氧環(huán)境生物過程中,接種HPAM降解菌PAM-2、PAM-F1始終為優(yōu)勢菌種,且降解過程中,活性污泥和接種菌產(chǎn)生一定的協(xié)同作用。
[Abstract]:Partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) is widely used in the tertiary oil recovery process because of its superior physical and chemical properties. It has a high viscosity with the oilfield produced water entering into the water environment. Biological resistance and other characteristics will bring long-term potential threats to the safety of animals and plants. Among the many treatment methods, biological methods show more and more advantages. With the continuous in-depth study of biological methods in different oxygen environments, the single oxygen environment gradually shows its limitations. In this study, anaerobic and aerobic biological processes are combined. Two HPAM degrading bacteria PAM-2PAM-F1) and activated sludge were used to treat simulated wastewater with HPAM concentration of 500mg 路L ~ (-1). The structure characteristics and biomass of microbial community in anaerobic and aerobic bioreactor were preliminarily investigated. The time-dependence of HPAM simulated wastewater and the contribution of various factors to the degradation of HPAM in the process of biodegradation were discussed. The experimental results are as follows: 1). The static time has an effect on the shear viscosity and pH of HPAM aqueous solution. The shear viscosity of HPAM aqueous solution changed little within 20h, but the shear viscosity was obviously lost when the statics time was more than 20h. There was no significant change in pH within 24 h, but the pH decreased significantly when the rest time was greater than 24 h. When the resting time was less than 7 days, the redox potential (ORP) was almost unchanged. That is to say, the redox potential is almost unaffected by statics in a short period of time. When the stirring time was more than 10 h, the shear viscosity of HPAM aqueous solution was obviously lost. (2) the shaking flask experiment was carried out by using activated sludge and HPAM degrading mixed bacteria. The results showed that the adsorption of HPAM by activated sludge was 32.9m, and the degradation of HPAM by activated sludge was 19.9%. The synergistic degradation of mixed bacteria by HPAM accounted for 47.2%. The reactor was operated under the optimum degradation parameters. According to the HPAM removal rate of cadmium iodide method of starch, the removal rate of HPAM could reach 86%. HPAM wastewater degradation process. The shear viscosity can decrease to 75%: according to the change of total organic carbon, the HPAM removal rate is only 32.933.10%) the significant difference of the degradation effect obtained by the multiple detection method can be known. The amide-group of HPAM is easier to be used in the biodegradation process than the carbon chain. According to the results before and after biodegradation, such as HPLC-GPC and scanning electron microscopy, we can know. HPAM was biodegraded from an ultra-long molecular chain with a relative molecular weight of about 2.2 脳 10 ~ 7 to a small molecular fragment with a relative molecular weight of 3.5 脳 10 ~ 3. Parameters such as pH before and after simulated sewage degradation were detected. Redox potential, volatile fatty acids and other changes found. After the bioreactor was started, the bioreactor could reach a stable state. (6) in the anaerobic reactor ABR, the concentration of microorganism in the second compartment decreased, and the third. Four compartments gradually recovered and finally exceeded the first compartment. According to the results of scanning electron microscopy, the activated sludge after acclimation was ripened into porous matured sludge during the biological reaction. The results of scanning electron microscope (SEM) and DGGE showed that in the biological process of different oxygen environment. Inoculation of HPAM degrading bacteria PAM-2PAM-F1 was always the dominant strain, and in the process of degradation, the activated sludge and inoculation bacteria produced a certain synergistic effect.
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X741

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本文編號：1415655