焦化废水特征污染物的降解与微生物群落的演变过程

焦化废水论文 市政污泥论文 微生物群落论文 群落演变论文 好氧降解论文
论文详情
焦化废水是毒性很大的典型工业废水,其特征污染物主要为挥发酚、硫氰化物、氨氮、PAHs(多环芳香烃)等,生物处理过程中需要微生物具备很强的适应能力。大多数焦化工艺以市政污泥作为启动污泥来进行培养驯化。活性污泥法中微生物是决定工艺处理能力好坏的关键因素,因此,对污泥微生物群落结构组成进行研究能揭示驯化的过程中污泥演变的规律,为调控工艺处理能力提供依据。本文结合了A/O/H/O工艺(厌氧-好氧-水解-好氧工艺),着重研究好氧阶段市政污泥的驯化的过程,通过废水特征污染物的降解情况与微生物群落变化相关联,探究污泥驯化过程的规律。其主要研究内容和结果如下:(1)考察A/O/H/O新型焦化废水处理工艺对COD(化学需氧量)、氨氮、挥发酚、氰化物和PAHs的降解效果,并与一期工程A/O2工艺(厌氧-好氧-好氧工艺)运行效果进行对比。结果表明,A/O/H/O工艺对焦化废水中COD、氨氮、挥发酚、氰化物和硫化物的去除率分别为97.87%、96.73%、99.99%、99.16%和99.72%,其中,COD、氨氮、挥发酚的去除率比A/O2工艺的去除率高。在PAHs的降解效果方面,A/O/H/O工艺效果更好,其外排水中16种PAHs的浓度仅为3.52μg·L-1,BaP浓度为0.009μg·L-1。研究还发现,在处理过程中PAHs大量吸附于污泥中,这不利于PAHs的生物降解,表明工艺中PAHs的浓度减少可能是由微生物降解和污泥吸附共同作用的结果。(2)以探讨焦化废水对微生物的毒性抑制以及微生物对焦化废水的适应过程为目的,通过于焦化废水原水中接种市政污泥,考察COD、苯酚、氨氮和硫氰化物等主要污染物指标的降解的基础上,运用Illumina高通量测序平台分析降解过程微生物群落组成及多样性变化的响应关系。研究发现,接种了市政污泥的焦化废水培养16 h后COD开始下降,40 h时苯酚降解了97.14%,72 h时硫氰化物开始降解,96 h时硫氰化物浓度低于检测限,氨氮浓度随着硫氰化物的降解而升高。群落测序分析表明,不同培养阶段污泥中微生物表现出群落结构及丰度上的差异:在苯酚降解阶段,苯酚优势降解菌为Acinetobacter、Pseudomonas;在硫氰化物降解阶段,Sphingobacterium、Brevundimonas、Lysobacter、Chryseobacterium为主导菌属;在144 h阶段,优势菌属则变为Fluviicola、Stenotrophomonas和Thiobacillus,总相对丰度为22.45%。由此认为,市政污泥克服了焦化废水中毒性成分的抑制作用之后能迅速适应环境,表现出微生物群落结构随着废水降解成份的变化而改变,环境因子和降解功能菌之间的竞争是群落结构演变的主要因素。(3)为探究葡萄糖、苯酚、Triton X-100对市政污泥驯化过程中污染物降解效果以及微生物群落变化的影响,通过在市政污泥驯化的过程中不断流加葡萄糖、苯酚、Triton X-100(聚乙二醇辛基苯基醚),检测其COD、氨氮、硫氰化物、总氮和PAHs的浓度变化,结合微生物群落检测结果,分析3种流加物对各自反应体系的影响。研究表明,4个反应体系均能有效的对焦化废水中COD和硫氰化物进行降解。群落测序分析表明,4个反应体系中80%的微生物属于Proteobacteria门,但从属水平上分析,4个反应体系中各个阶段的优势菌属存在明显的差异。研究还发现,流加葡萄糖和苯酚的反应体系对氨氮和总氮都具有良好的降解能力,但从实际应用出发,苯酚为废水的主要成分,因此流加苯酚更具有实际应用的意义。除此之外,流加Triton X-100的反应体系对PAHs的降解效率比其他两个反应体系的要高,并且污泥中存在Alcaligenes、Diaphorobacter、Sphingobium、Sphingopyxis、Stenotrophomonas PAHs降解菌。由此说明,在市政污泥驯化的过程中加入Triton X-100能够有效的提升活性污泥对PAHs的降解能力。
摘要第5-7页
Abstract第7-9页
第一章 绪论第13-26页
    1.1 引言第13-14页
    1.2 焦化废水的特征第14-16页
        1.2.1 焦化废水的来源第14页
        1.2.2 焦化废水的水质组成第14-15页
        1.2.3 焦化废水中PAHs的特征第15-16页
    1.3 焦化废水中主要污染物的生物降解菌第16-19页
        1.3.1 挥发酚降解菌第16-17页
        1.3.2 硫氰化物降解菌第17-18页
        1.3.3 氨氮降解菌第18-19页
        1.3.4 PAHs降解菌第19页
    1.4 焦化废水生物处理工艺第19-21页
    1.5 活性污泥中微生物菌落研究方法第21-24页
        1.5.1 传统活性污泥微生物研究方法的局限性第21页
        1.5.2 荧光定量PCR第21-22页
        1.5.3 变性梯度凝胶电泳第22-23页
        1.5.4 焦磷酸测序第23-24页
    1.6 选题依据和研究内容第24-26页
        1.6.1 选题依据与意义第24-25页
        1.6.2 主要研究内容第25-26页
第二章 实验材料及分析方法的建立第26-34页
    2.1 实验试剂与实验仪器第26-27页
    2.2 运行参数及常规指标的检测第27页
    2.3 PAHs分析方法第27-33页
        2.3.1 样品的预处理方法第27-28页
        2.3.2 PAHs样品GC-MS仪器检测方法第28页
        2.3.3 GC-MS检测方法定性定量分析参数和标准曲线第28-31页
        2.3.4 GC-MS检测方法中PAHs的回收率第31-33页
    2.4 微生物群落结构检测方法第33-34页
第三章 焦化废水A/O/H/O新型生物工艺的运行效果第34-43页
    3.1 引言第34页
    3.2 A/O~2和A/O/H/O工艺流程第34-35页
    3.3 A/O/H/O工艺运行情况第35-36页
    3.4 A/O~2(一期工程)与A/O/H/O工艺(二期工程)对PAHs的降解情况第36-42页
    3.5 本章小结第42-43页
第四章 市政污泥好氧降解焦化废水过程中微生物的演变第43-55页
    4.1 引言第43页
    4.2 实验装置与方法第43-45页
        4.2.1 焦化废水与市政污泥的采集第43-44页
        4.2.2 反应体系的构建及运行参数第44页
        4.2.3 主要指标的检测第44-45页
        4.2.4 微生物群落结构检测第45页
    4.3 结果与讨论第45-54页
        4.3.1 污泥对焦化废水的降解第45-47页
        4.3.2 污泥中微生物群落结构的变化第47-52页
        4.3.3 污染物降解与微生物群落演变的联系第52-54页
    4.4 本章小结第54-55页
第五章 葡萄糖、苯酚、Triton X-100 对焦化废水好氧降解和微生物的演变的影响第55-78页
    5.1 引言第55-56页
    5.2 实验方法与步骤第56-57页
        5.2.1 焦化废水与市政污泥的采集第56页
        5.2.2 反应体系的构建及运行参数第56-57页
        5.2.3 三个反应罐主要水质指标的检测第57页
        5.2.4 三个反应罐中污泥微生物群落结构检测第57页
    5.3 结果与讨论第57-77页
        5.3.1 葡萄糖、苯酚、Triton X-100 对特征污染物降解的影响第57-63页
            5.3.1.1 葡萄糖、苯酚、Triton X-100 对氨氮及硫氰化物的降解第57-59页
            5.3.1.2 葡萄糖、苯酚、Triton X-100 对PAHs的降解影响第59-63页
        5.3.2 葡萄糖、苯酚、Triton X-100 对污泥中微生物群落结构变化的影响第63-77页
            5.3.2.1 反应体系中污泥微生物群落结构的变化第63-66页
            5.3.2.2 葡萄糖、苯酚、Triton X-100 对硫氰化物及氨氮降解菌的影响第66-71页
            5.3.2.3 微生物群落结构与PAHs降解的联系第71-77页
    5.4 小结第77-78页
结论与展望第78-80页
    1 主要结论第78-79页
    2 展望第79-80页
参考文献第80-90页
攻读硕士学位期间取得的研究成果第90-91页
致谢第91-92页
附件第92页
论文购买
论文编号ABS3774440,这篇论文共92页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付27.6
不是会员,注册会员
会员更优惠充值送钱
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付46
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文

点击收藏 | 在线购卡 | 站内搜索 | 网站地图
版权所有 艾博士论文 Copyright(C) All Rights Reserved
版权申明:本文摘要目录由会员***投稿,艾博士论文编辑,如作者需要删除论文目录请通过QQ告知我们,承诺24小时内删除。
联系方式: QQ:277865656