【摘要】：聚甲醛(Polyoxymethylene,簡(jiǎn)稱POM)一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性工程塑料,廣泛應(yīng)用于汽車、醫(yī)療器械、農(nóng)業(yè)機(jī)械和軍工等行業(yè),而其生產(chǎn)產(chǎn)生的聚甲醛廢水含大量甲醛、三聚甲醛(s-Trioxane,簡(jiǎn)稱TOX)等有毒物質(zhì),是典型的高致癌,致畸、難降解有機(jī)工業(yè)廢水,對(duì)環(huán)境危害極大。針對(duì)聚甲醛廢水的處理常用的工藝有Fenton法、石灰預(yù)處理法、鐵碳微電解法、和電絮凝等,而生物法由于工藝成熟、處理效果較好、運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)營(yíng)管理方便使其備受青睞。但甲醛、TOX等對(duì)微生物的抑制作用,增加了生物法處理聚甲醛廢水的難度。投加對(duì)目標(biāo)污染物如甲醛、TOX有代謝作用的菌群的生物強(qiáng)化法,使通過生物法實(shí)現(xiàn)聚甲醛廢水的有效處理可行。從某煤化工企業(yè)聚甲醛污水廠調(diào)節(jié)池底泥中分離出一株能以TOX為單一碳源微生物Q1,通過形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)鑒定,確定其為甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌(Bacillus methylotrophicus)。對(duì)B.methylotrophicus的TOX降解特性研究表明,維持搖床轉(zhuǎn)速為180r/min,該菌株降解TOX最適p H為7,最適溫度為30℃;在考察NaCl對(duì)B.methylotrophicus代謝TOX的影響中,當(dāng)NaCl濃度為1%~3%時(shí),菌株TOX降解率在64.8%以上,當(dāng)NaCl濃度提升至4%和5%時(shí),降解率驟降至32.7%和7.1%,對(duì)TOX的代謝受明顯抑制;B.methylotrophicus對(duì)不同濃度TOX的降解實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),TOX濃度為100~400mg/L時(shí),24h內(nèi)菌株便可對(duì)其實(shí)現(xiàn)快速降解,且降解率均在92.7%以上,但隨著底物濃度的逐步提高,降解率驟降,當(dāng)濃度提升至1600mg/L時(shí),菌株64h內(nèi)對(duì)其降解率趨近于0,表明此時(shí)已達(dá)到B.methylotrophicus的耐受上限。利用B.methylotrophicus與甲醛代謝復(fù)合菌Js復(fù)配對(duì)聚甲醛廢水降解研究發(fā)現(xiàn),B.methylotrophicus與Js按2:1為最優(yōu)復(fù)配組合,記為FB,該組各項(xiàng)綜合指標(biāo)效果較其他組合更優(yōu),且COD去除率最高。可用于后續(xù)生物強(qiáng)化中試實(shí)驗(yàn)研究。利用復(fù)合菌劑FB對(duì)某聚甲醛污水廠好氧段進(jìn)行中試模擬生物強(qiáng)化研究。當(dāng)進(jìn)水甲醛、TOX、COD濃度分別為170~250mg/L、140~240mg/L、1000~1600mg/L時(shí),系統(tǒng)最終出水甲醛、TOX、COD濃度分別低于4mg/L、10mg/L、120mg/L,降解率分別達(dá)97.8%、94.2%、92.6%以上,相比同期污水廠除對(duì)甲醛的去除效果相差不大外,其TOX和COD去除能力分別提高了9和4倍以上,且面對(duì)負(fù)荷沖擊時(shí),強(qiáng)化系統(tǒng)表現(xiàn)出了更優(yōu)越的穩(wěn)定性。采用PCR-TGGE技術(shù)對(duì)活性污泥群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究表明,原活性污泥中并未存在菌株B.methylotrophicus,經(jīng)強(qiáng)化后B.methylotrophicus穩(wěn)定根殖于系統(tǒng)中并始終成為優(yōu)勢(shì)菌,從而使系統(tǒng)獲得了良好的TOX降解能力,即使受負(fù)荷沖擊其去除TOX所需的主導(dǎo)地位仍未受影響。同時(shí)B.methylotrophicus與多株優(yōu)勢(shì)菌如變形桿菌屬(Proteobacterium sp.)、惡臭假單胞菌(Pseudomonsa putida)、紅假單胞菌屬(Rhodopseudomonas sp.)等存在著協(xié)同或拮抗關(guān)系,結(jié)合Shannon-wiener指數(shù)變化表明B.methylotrophicus在維持該系統(tǒng)微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性的穩(wěn)定處于核心地位,從而使系統(tǒng)維持著對(duì)聚甲醛廢水中甲醛、TOX、COD的高效去除能力。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X172;X783.2
【圖文】：

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 TOX 降解菌的分離2.2 結(jié)果與討論2.2.1 TOX 降解菌的分離經(jīng)底泥不斷擴(kuò)培，馴化篩選，最終于 TOX 為單一碳源的固體無機(jī)鹽培養(yǎng)得到一株長(zhǎng)勢(shì)良好，能以 TOX 作為單一碳源的菌株，記為 Q1；將所得菌株劃線純化并于-20℃甘油管保種以用于展開后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究2.2.2 菌株鑒定①形態(tài)學(xué)鑒定將所得純菌株 Q1 于 LB 固體培養(yǎng)基上劃線得到單菌落（圖 2.1A）。由圖可該菌株菌落為乳白色，圓形，整體呈扁平狀，邊緣齊整光滑，中間干燥凹陷火山口狀；10×100 倍顯微鏡下時(shí)，可觀察到菌株 Q1 呈短桿狀（圖 2.1B），初步判斷其為桿菌。

圖 2.2 菌株 Q1 革蘭氏染色照片 10×100 倍Fig. 2.2 Gram staining of Q1鑒定行 16S rDNA 的基因鑒定，結(jié)果表明：菌株 同源性達(dá)到了 98%以上，其中甲基營(yíng)養(yǎng)型芽步鑒定 Q1 為甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌，英該菌株測(cè)序結(jié)果如下：AGCGGACAGATGGGAGCTTGCTCCCTGACACGTGGGTAACCTGCCTGTAAGACTGGATACCGGATGGTTGTTTGAACCGCATGGCTACCACTTACAGATGGACCCGCGGCGCCTCACCAAGGCGACGATGCGTAGCCGAGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACCCGCAATGGACGAAAGTCTGACGGAGCA

圖 4.1 聚甲醛污水廠工藝流程圖Fig. 4.1 Process of POM wastewater treatment plant該污水廠目前厭氧段運(yùn)行狀況良好，原水 COD 為 5000~6000mg/L，甲醛300~500mg/L，TOX300~350mg/L；經(jīng)厭氧段工藝處理，其 COD、甲醛和 TOX 去除率均可達(dá) 65%以上，厭氧段出水 COD、甲醛、TOX 分別為 1500~2000mg/L、120~160mg/L、110~140mg/L，但經(jīng)好氧段工藝處理，其出水 COD、甲醛、TOX分別高達(dá) 800~1200mg/L、30~50mg/L、100~120mg/L，COD 去除率極低，且 TOX幾乎不降解；與此同時(shí)系統(tǒng)好氧段常伴有污泥膨脹現(xiàn)象出現(xiàn)，沉降性差，且污泥流失嚴(yán)重，導(dǎo)致污泥濃度較低（2500mg/L 左右），目前 SV30僅為 5%，污泥活性極差。因此此次中試裝置模擬該污水廠好氧段（如圖 4.1），設(shè)計(jì)并建立中試連續(xù)流三級(jí)好氧反應(yīng)器，并以復(fù)合菌劑外投進(jìn)行生物強(qiáng)化，以期實(shí)現(xiàn)模擬好氧段活性污泥生物相恢復(fù)，為后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)大化生物強(qiáng)化工程實(shí)踐提供依據(jù)。②反應(yīng)器的設(shè)計(jì)此次中試模擬采用鋼筋混凝土罐作為連續(xù)流反應(yīng)器，其簡(jiǎn)圖如 4.2，其中各反

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2770671