【摘要】：煤氣化是指在一定溫度和壓力下,將煤轉(zhuǎn)化成含有氫氣、一氧化碳的潔凈能源。煤氣化在改善我國(guó)空氣環(huán)境,減少污染方面具有非常重要意義。然而煤氣化過程產(chǎn)生的煤氣化污水具有高污染,難降解的特點(diǎn),其COD含量一般在5000 mg/L左右,氨氮含量在500 mg/L左右,含有酚類、多環(huán)芳香烴化合物及含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物等有機(jī)污染物,煤氣化廢水的處理利用能極大緩解對(duì)環(huán)境的污染。本文通過在煤氣化污泥中篩選得到一株菌株,以復(fù)合誘變方式提高了菌株的降解能力,研究了菌株在可能的復(fù)雜環(huán)境中的適應(yīng)性,得到如下結(jié)論:(1)在煤氣化廢水的污泥中,以苯酚為唯一碳源篩選得到3株菌株,分別命名為R,X,Y。初步對(duì)3株菌株降解性能測(cè)定,結(jié)果顯示COD含量從1000 mg/L分別下降到了500 mg/L,550 mg/L,600 mg/L。氨氮含量從500 mg/L下降到了270mg/L,350 mg/L,350 mg/L。結(jié)果說明菌株R的降解效果較好,對(duì)菌株R進(jìn)行了16S rDNA測(cè)序,在GenBank進(jìn)行匹配,菌株R與枯草芽孢桿菌相似度達(dá)到99%。(2)對(duì)菌株R通過硫酸二乙酯—紫外誘變結(jié)合的復(fù)合誘變方式進(jìn)行誘變育種。先使用體積分?jǐn)?shù)為1%的硫酸二乙酯處理10 min,在用紫外照射30 s進(jìn)行復(fù)合誘變?cè)囼?yàn),篩選得到3株高效菌株R1、R2、R3,對(duì)廢水中的COD和氨氮的降解能力都有一定的提升,其中菌株R1的降解效果最好。在廢水中降解72 h,測(cè)試結(jié)果顯示:COD和氨氮降解率分別達(dá)到了80%和60%,比為突變前分別提高了30%和14%,對(duì)菌株R1進(jìn)行了遺傳穩(wěn)定性測(cè)試,傳代5次后,菌株對(duì)廢水中COD降解率保持在80%,氨氮降解效果仍保持在60%,菌株R1降解能力具有良好的遺傳穩(wěn)定性。(3)對(duì)得到的高效菌株R1選擇了溫度、pH、外加碳源進(jìn)行單因素試驗(yàn),優(yōu)化菌株的生長(zhǎng)條件,利用正交試驗(yàn)對(duì)降解條件包含(溫度、pH,接種量)進(jìn)行優(yōu)化。得出菌株R1最適宜生長(zhǎng)條件為:30℃,pH=7,最適碳源為蔗糖。正交優(yōu)化試驗(yàn)得出了菌株R1降解廢水的最優(yōu)條件為:溫度為30℃,pH=7,接種量為5%,在該條件下,廢水中的COD下降到120 mg/L,氨氮含量為120 mg/L,菌株R1的COD降解率比未優(yōu)化前提高了8%,氨氮降解率提高了16%。(4)考察菌株R1在復(fù)雜環(huán)境中的適應(yīng)性。研究了高濃度氨氮和高濃度酚溶液對(duì)于菌株R1的生長(zhǎng)情況的影響,測(cè)定了菌株R1在不同環(huán)境中的超氧化物歧化酶(SOD)活性變化。當(dāng)廢水中的氨氮濃度和酚濃度增大時(shí),菌株R1的菌體濃度降低,SOD活性提高。在氨氮含量達(dá)到800 mg/L的廢水中,菌株R1仍具有一定的適應(yīng)性,在降解廢水24 h后,菌體濃度為1.69 g/L,相比于正常的氨氮濃度,菌體濃度下降了35%,SOD活性活性為653.5 U/ml,相比正常氨氮濃度,SOD活性提高了33.78%。當(dāng)廢水中酚濃度達(dá)到400 mg/L,菌株R1在廢水中降解24 h后,菌體濃度為0.67 mg/L,對(duì)比正常的酚濃度,菌體濃度下降了81.35%,SOD活性為692.7 U/ml,相比正常酚濃度,SOD活性提高了33.14%。這些結(jié)果表明菌株R1能夠耐受住800 mg/L的氨氮廢水和400 mg/L的酚廢水。
【圖文】：

圖 1-1 活性污泥法處理廢水的工藝流程Fig.1-1 Schematic flow diagram of activated sludge processI.Vázquez 等在實(shí)驗(yàn)室中利用市政污水廠的活性污泥處理焦化廢水。通過添加 NaHCO3強(qiáng)化了污泥對(duì)廢水中的總氮、有機(jī)物和氰化物的去除效果，水力停留時(shí)間（HRT）為 54.3 h 時(shí)，對(duì)總氮、COD 和苯酚的最高出去率分別達(dá)到了 71%、65.6%和 97%[11,12]。傳統(tǒng)的活性污泥法存在對(duì)毒性成分承受能力低、不耐受沖擊負(fù)荷，污泥易膨脹流失等不足之處。出水的 COD 和氨氮也不達(dá)標(biāo)。近年來出現(xiàn)了一些改良的工藝，P Lai 等采用混凝和零價(jià)鐵強(qiáng)化煤化工廢水處理，廢水生化性(B/C)和去除效率得到改善[9]。盧永登采用的生物固定技術(shù)，有效解決了煤氣化廢水中苯酚、氨氮和氰化物的等有毒成分對(duì)微生物的抑制作用[13]。Chao 等考察了焦化廢水造成生化系統(tǒng)中活性污泥酸化的影響因素。研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)水中-

圖 1-2 厭氧/好氧工藝的流程Fig.1-2 Scheme ofAnoxic/Aerobic process（A/O）廢水進(jìn)入生化池首先進(jìn)入?yún)捬醭囟�，厭氧菌以進(jìn)水中的有機(jī)物作為碳源，對(duì)回流混合液中的 NO3-N 進(jìn)行反硝化作用，降低廢水中的含氮量。隨后廢水進(jìn)入到好氧池段，好氧菌利用廢水中的剩余有機(jī)物，進(jìn)行硝化反應(yīng)。這種工藝在反硝化作用和硝化作用中充分利用了進(jìn)水中的有機(jī)物。反硝化會(huì)產(chǎn)生一定堿度，剛好補(bǔ)充到后端氧化池，滿足好氧菌硝化作用需要，降低了好氧池的負(fù)荷，能夠很好的幫助硝化菌的生長(zhǎng)。這種組合工藝也是目前國(guó)內(nèi)煤化工廢水處理工藝中采用較多的一種工藝。陳勁松等選擇了 A/O 系統(tǒng)對(duì)河北某焦化廠經(jīng)蒸氨后的廢水進(jìn)行處理。系統(tǒng)總 HRT 為 142.5 h，污泥回流和混合液回流比分別為 100%和 400%。在進(jìn)水水質(zhì)中 COD 和氨氮濃度分別為 3234.6 mg/L 和 327.8 mg/L 時(shí)，，出水
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X784

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本文編號(hào)：2691146