【摘要】：努力研發(fā)煉油污水先進(jìn)的生物降解技術(shù),提高煉油廢水凈化和循環(huán)利用水平是節(jié)約水資源、實(shí)踐綠色理念的需要。 本文采用氣升式內(nèi)循環(huán)氣液固三相流化床反應(yīng)器,結(jié)合UBD菌固定化包埋技術(shù),對(duì)煉油污水進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)生物降解。中石化上海高橋分公司煉油污水經(jīng)高效降解后,COD從624 mg/L降至93.6 mg/L,去除率85.0%,石油類含量從48.7mg/L降至2.4mg/L,去除率為95.1%,出水水質(zhì)達(dá)到中華人民共和國(guó)污水綜合排放一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)。 首先通過間歇試驗(yàn)考察了UBD菌對(duì)污水的適應(yīng)性,得出此菌不適宜降解含有Cl-的污水,而適合降解煉油污水體系。對(duì)于焦化廢水,COD去除率在40-60%之間,石油類的去除率達(dá)到70%左右。對(duì)模擬煉油污水,COD最高去除率可以達(dá)到85%以上,石油類去除率可達(dá)到83.7%。在菌種濃度500μL/L、連續(xù)曝氣、20℃的優(yōu)化條件下,上海石化實(shí)際煉油污水COD從1034mg/L降到293mg/L,去除率71.7%；石油類含量從51.6mg/L降到3.3mg/L,去除率93.6%。UBD菌具有快速高效處理煉油污水的能力,相對(duì)于其他菌種在搖床培養(yǎng)條件下72～240h的降解時(shí)間,該菌48h內(nèi)就可以達(dá)到較好的降解效果。UBD菌對(duì)B/C為0.19的難生物降解的煉油污水仍具有較強(qiáng)的降解能力。生物降解過程中體系的pH值呈下降趨勢(shì),主要是石油類化合物在酶的作用下生成了低級(jí)脂肪酸等小分子酸的緣故。 選取聚乙烯醇(PVA)作為凝膠劑,海藻酸鈉(SA)、活性碳和SiO2作為助凝劑,硼酸溶液和氯化鈣溶液作為交聯(lián)劑,硫酸鈉溶液作為固化劑,采用凝膠包埋法固定化UBD菌,成功實(shí)現(xiàn)了UBD菌的固定化,用于煉油污水的處理。最佳的凝膠液配比為：PVASA、活性炭、SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為4%、0.5%、1.5%、1%。優(yōu)化的交聯(lián)和固化條件為：6wt%的硼酸溶液和2wt%的氯化鈣溶液作為交聯(lián)劑,0.5wt%的硫酸鈉溶液作為固化劑,固化時(shí)間為24h,無菌水浸潤(rùn)時(shí)間為24h。菌種固定化后明顯改善了煉油污水的處理效果,COD和石油類物質(zhì)的去除率比游離菌都有所提高。固定化小球具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、彈性、滲透性等物理性質(zhì),可以重復(fù)利用并保持良好的活性。 自行設(shè)計(jì)并制造了氣升式內(nèi)循環(huán)氣液固三相流化床反應(yīng)器,從流體力學(xué)角度,綜合考慮氣含率、液體循環(huán)時(shí)間、完全混合時(shí)間和體積氧傳質(zhì)系數(shù)等四方面因素,內(nèi)循環(huán)氣液固三相流化床優(yōu)化的操作條件為：氣速180 L/h,固含率5%。在此條件下三相流化床具備優(yōu)良的流體力學(xué)性能,氣含率為8.31%,液體循環(huán)時(shí)間為8s,液體完全混合時(shí)間為35s,體積氧傳遞系數(shù)為20.67min-1。結(jié)合固定化包埋技術(shù),考察了三相流化床反應(yīng)器中固定化UBD菌對(duì)煉油污水的處理效果,獲得了優(yōu)化的工藝條件：固體顆粒填充率5%,固定化顆粒粒徑為3mm,氣速180L/h,水力停留時(shí)間15h。氣升式內(nèi)循環(huán)氣液固三相流化床反應(yīng)器對(duì)水力負(fù)荷和COD容積負(fù)荷的波動(dòng)有很強(qiáng)的適應(yīng)能力,容積負(fù)荷達(dá)到2.56kgCOD/(m3-d),比傳統(tǒng)活性污泥法(0.4～O.9 kgCOD/(m3.d))高3-5倍。 論文還考察了UBD菌降解石油類物質(zhì)的動(dòng)力學(xué),UBD菌降解石油類物質(zhì)的Haldane底物抑制生物降解動(dòng)力學(xué)方程為(?)其中νmax=0.17h-1,Ks=25.87mg/L,底物抑制常數(shù)Ki=672.77 mg/L.說明石油類對(duì)于UBD菌已經(jīng)不是難降解物質(zhì),UBD菌能夠?qū)捰臀鬯M(jìn)行高效的生物降解。 本文實(shí)現(xiàn)了UBD菌的擴(kuò)大培養(yǎng),為UBD菌降解煉油污水的工業(yè)應(yīng)用提供了菌種擴(kuò)大培養(yǎng)技術(shù)的基本保證。UBD菌適宜的培養(yǎng)條件為：接種量3%,溶氧空間80%,溫度30℃,搖床速度190rmp,培養(yǎng)基為蛋白胨15 g/L、酵母粉5 g/L.NaCl 1O g/L,培養(yǎng)的UBD菌濃度為13.75×107個(gè)/L。利用革蘭染色和16SrDNA PCR測(cè)序,確定UBD菌為Pusillimonas sp., Alcaligenaceae,Burkholderiales,Betaproteobacteria,Proteobacteria, Bacteria.
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：X703

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 沈齊英;;含油廢水處理概況[J];北京石油化工學(xué)院學(xué)報(bào);2006年03期

2 張渤,韓潔;石油烴類污染物在地下水中自然衰減特性[J];重慶環(huán)境科學(xué);2002年05期

3 楊基先,馬放,張立秋,陸星;利用工程菌處理含油廢水的可行性研究[J];東北師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年02期

4 冷東梅;;石油化工廢水處理技術(shù)應(yīng)用研究進(jìn)展[J];化學(xué)工程與裝備;2009年12期

5 徐保成;李道棠;鈕宏旗;;油脂廢水快速生物降解菌的研究[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2006年10期

6 宋秋;孫清;徐麗娜;葛竟峰;;雙菌混合降解生物質(zhì)氣化焦油廢水的試驗(yàn)研究[J];能源與環(huán)境;2007年03期

7 田貞樂;朱麗華;吳映輝;唐和清;;氣相色譜與紫外分光光度法評(píng)價(jià)石油烴類污染物的微生物降解過程[J];分析化學(xué);2006年03期

8 蘇兼平,陶雪琴,盧桂寧,黨志;現(xiàn)代生物技術(shù)在難降解有機(jī)廢水處理中的應(yīng)用[J];廣東化工;2004年04期

9 關(guān)紅安;羅建中;盧軍;蘇偉健;歐陽(yáng)勇;;石油化工污水深度處理與回用的研究進(jìn)展[J];廣東化工;2010年05期

10 靳銀燕;陳玉琴;;含油廢水生物處理方法研究進(jìn)展[J];干旱環(huán)境監(jiān)測(cè);2010年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 陸金仁;采油污水COD化學(xué)組成剖析及歸趨模型[D];中國(guó)海洋大學(xué);2003年

本文編號(hào)：2805350