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环氧氯丙烷废水生物处理研究

作　者: 张剑杰
导　师: 张秀霞
学　校: 中国石油大学
专　业: 环境科学与工程
关键词: 环氧氯丙烷废水高含盐化学需氧量活性污泥固定化技术
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文以环氧氯丙烷废水为研究对象,通过活性污泥驯化,研究氯离子浓度变化对污泥浓度、微生物群落、耗氧速率和COD去除率的影响;同时采用固定化微生物技术研究固定化耐盐细菌对环氧氯丙烷的降解性能。活性污泥驯化的实验结果表明:污泥浓度随氯离子浓度的增加而下降,最后趋于平稳。活性污泥由灰褐色变为黄褐色,驯化后污泥具有良好的絮凝性能,停止曝气后,能迅速形成较大的絮状物,而沉淀后出水中悬浮物很少。污泥驯化过程中,随氯离子浓度的升高,系统内微生物的组成也发生变化。在低氯离子浓度时,镜检发现微生物种类丰富,伴有钟虫。在高氯离子浓度时,微生物的种类和数量都变少。通过对驯化和未驯化两组污泥微生物提取DNA进行分析,发现经过耐盐驯化后的活性污泥中微生物的优势菌群较未驯化活性污泥的优势菌群发生了变化。污泥驯化过程中,随污泥系统氯离子浓度的增加,出水COD的去除率由96%下降至75%左右。利用好氧活性污泥对环氧氯丙烷废水进行生物降解实验研究,根据Grau实验模型,氯离子浓度为2g/L和12g/L的动力学模型。通过对A/O+MBBR的工艺研究,可以确定工艺参数如下:水力停留时间:厌氧为24h,好氧为12h,MBBR为12h,共48h;好氧段pH维持在7-8,可使系统对COD的去除率稳定在80%以上。固定化微生物处理环氧氯丙烷废水的实验,考察了固定化方法、载体材料、环境条件对处理环氧氯丙烷废水的影响。实验结果表明:聚乙烯醇-海藻酸包埋法优于吸附法,凝胶剂配比为聚乙烯醇:海藻酸为10∶1.5,交联剂配比H3BO3:CaCl2为6∶1,当废水pH调节到7,微球接种量为20%,活化时间为稳定期16h,环境温度为30℃时,固定化微生物对环氧氯丙烷的降解率可以达到80%以上。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-17
  1.1 环氧氯丙烷生产废水来源  10-12
    1.1.1 环氧氯丙烷生产工艺  10-11
    1.1.2 物料平衡和原材料消耗  11-12
  1.2 高含盐有机废水处理研究现状  12-16
    1.2.1 概述  12
    1.2.2 高含盐废水的处理工艺现状  12-16
  1.3 前景与展望  16
  1.4 研究内容  16-17
第二章耐盐污泥驯化  17-33
  2.1 试验目的  17
  2.2 试验水质及条件  17-19
    2.2.1 试验水质  17
    2.2.2 试验污泥  17-18
    2.2.3 分析项目、分析方法  18-19
  2.3 启动耐盐活性污泥驯化  19-27
    2.3.1 耐盐活性污泥驯化过程  19-23
    2.3.2 氯离子浓度对污泥驯化过程中微生物变化的影响  23-25
    2.3.3 氯离子浓度对污泥浓度的影响  25
    2.3.4 氯离子浓度对出水COD 的影响  25-26
    2.3.5 氯离子浓度对活性污泥耗氧速率的影响  26-27
  2.4 好氧动力学分析  27-32
    2.4.1 动力学模式  27-28
    2.4.2 动力学方程  28-32
  2.5 本章小结  32-33
第三章污泥微生物群落结构分析  33-38
  3.1 实验目的  33
  3.2 细菌基因组DNA 的提取  33-34
    3.2.1 耐盐菌的生长曲线  33
    3.2.2 菌体的收集  33-34
    3.2.3 DNA 的提取  34
    3.2.4 基因组DNA 琼脂糖电泳  34
  3.3 基因组DNA 的PCR 扩增  34
    3.3.1 16S rDNA 基因 V3 区的扩增  34
    3.3.2 PCR 反应体系  34
    3.3.3 PCR 反应条件  34
    3.3.4 PCR 产物检测  34
  3.4 产物的DGGE 分析  34-37
    3.4.1 培养基细菌的总DNA 提取  35
    3.4.2 培养基基因组DNA 的PCR 扩增  35-36
    3.4.3 基因组DNA 扩增产物的DGGE 分析  36-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章环氧氯丙烷废水生物处理试验  38-45
  4.1 实验目的  38
  4.2 运行过程参数的确定  38-42
    4.2.1 水力停留时间  38-41
    4.2.2 污泥形态结构及沉降性能  41-42
  4.3 稳定运行阶段  42-44
    4.3.1 运行出水COD 情况  42-43
    4.3.2 改变进水COD 对出水的影响  43-44
  4.4 本章小结  44-45
第五章固定化微生物处理环氧氯丙烷废水  45-56
  5.1 概述  45-47
    5.1.1 固定化简介  45-46
    5.1.2 固定化微生物技术的优缺点及前景展望  46-47
  5.2 实验内容及结果讨论  47-55
    5.2.1 环氧氯丙烷降解菌的富集培养  47-48
    5.2.2 吸附法实验  48
    5.2.3 包埋法实验  48-51
    5.2.4 固定化微球运行的影响因素  51-55
  5.3 本章小结  55-56
结论  56-57
参考文献  57-61
附录  61-68
  附录1 细菌基因组DNA 提取试剂盒使用方法  61-62
  附录2 基因组DNA 及 PCR 产物琼脂糖电泳  62-63
  附录3 DGGE 实验方法  63-66
  附录4 环氧氯丙烷的测定  66-68
攻读硕士学位期间取得的学术成果  68-69
致谢  69

环氧氯丙烷废水生物处理研究

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