苯酚污水的處理方法大全11篇

時(shí)間:2023-12-05 09:49:37

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苯酚污水的處理方法

篇(1)

關(guān)鍵詞:含酚廢水 假單胞菌 固定化微生物

一、實(shí)驗(yàn)部分

1.儀器及主要試劑

主要儀器:曝氣沉淀池,752型紫外分光光度計(jì)(上海光譜儀器有限公司),曝氣泵(江蘇一環(huán)集團(tuán)有限公司),PHS-3C型數(shù)字式酸度計(jì)(上海科學(xué)儀器廠),苯酚(分析純),苯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2.檢測(cè)方法

苯酚含量的測(cè)定:紫外分光光度法。

以不加苯酚的空白培養(yǎng)液作為參照,用752型紫外分光光度計(jì)(上海光譜儀器有限公司)在270nm的波長(zhǎng)下測(cè)量待測(cè)溶液的吸光度(使用石英比色皿),并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出溶液中苯酚的濃度和苯酚的去除率。由于酵母膏的顏色會(huì)影響儀器對(duì)苯酚吸光度測(cè)定的準(zhǔn)確性,因此需要減少酵母膏的投加量,以消除酵母膏引起的誤差。

3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

3.1 假單胞菌培養(yǎng)

購(gòu)買假單胞菌種,投入曝氣沉淀池中,并加入10L營(yíng)養(yǎng)液在常溫下曝氣培養(yǎng)(實(shí)驗(yàn)日期為2010年7月,環(huán)境平均溫度為30℃)。3d后當(dāng)曝氣沉淀池中培養(yǎng)液變渾濁沉淀池底部出現(xiàn)污泥,就說(shuō)明微生物開(kāi)始生長(zhǎng),加料頻率以1.5d/次為好。

3.2菌種的馴化

在培養(yǎng)液中逐漸加入苯酚進(jìn)行馴化來(lái)得到優(yōu)勢(shì)菌種。選擇培養(yǎng)基:NH4Cl,5g; KH2PO4,4g;MgSO4•7H2O,0.5g;CaCl2•2H2O,5g;FeSO4•7H2O,0.1g;H2O,10L;酵母膏,2g,苯酚濃度150mg/L。菌種的馴化:隔1.5d加一次藥劑(選擇培養(yǎng)基成分)。在培養(yǎng)微生物時(shí),苯酚加200mg/L為宜,為了保證微生物正常成長(zhǎng),加料頻率我1.5d/次為好。試驗(yàn)在通風(fēng)場(chǎng)地進(jìn)行,不采取任何保暖措施,試驗(yàn)期間溫度與浙江上虞本地溫度一致,氣溫25℃~35℃,水溫22℃~35℃。培養(yǎng)菌種選用50L的曝氣沉淀池,進(jìn)行不間斷曝氣,曝氣量控制在0.2Nm3/h左右(曝氣量太小或太小都會(huì)影響微生物的正常生長(zhǎng))。在培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),在pH為5~8的條件下,微生物都能較快生長(zhǎng),但由于考慮到在堿性條件下苯酚容易揮發(fā),因此在培養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,模擬廢水的pH保持在5~7之間為好。

二、游離假單胞菌處理苯酚廢水的影響因素研究

在微生物的長(zhǎng)過(guò)程中是以苯酚作為碳源,但是由于酚的毒性較大,過(guò)大濃度的含酚廢水可能會(huì)抑制微生物的活性導(dǎo)致處理效果的下降。在此基礎(chǔ)上綜合考慮各種因素,以廢水酚含量、投菌量、PH、HRT等4個(gè)因素設(shè)計(jì)一組單因素實(shí)驗(yàn),影響反應(yīng)溫度均保持在(26±2)℃,廢水量為200mL。

三、回流與不回流的對(duì)比實(shí)驗(yàn)

在溫度為26℃,苯酚濃度為200mg/L,pH為6.6,HRT為20h,的條件下,投菌量為200mL,廢水量為200mL的時(shí)候,在以上最佳工藝參數(shù)下進(jìn)行連續(xù)處理,并且分別進(jìn)行污泥回流和不回流,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:

由圖1和圖2對(duì)比可以得出:若污泥不回流則從第二次開(kāi)始,假單胞菌的處理效率就開(kāi)始下降了,從97.6%下降到了86.5%,處理效率下降11.1%。若進(jìn)行污泥回流則明顯可以延長(zhǎng)處理的次數(shù),污泥不回流處理到第四次的時(shí)候苯酚的去除率只有61.2%,而進(jìn)行污泥回流的一方去除率仍保持在97%左右,沒(méi)有明顯的下降。這說(shuō)明培養(yǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的活性污泥也具有對(duì)苯酚很強(qiáng)的處理能力,活性污泥是否回流對(duì)于處理效果是有很大影響的。

四、假單胞菌降解苯酚機(jī)理探討

假單胞菌能將解苯酚的原因是:在馴化初期,假單胞菌并不完全具有降解苯酚的現(xiàn)成的酶系,它對(duì)苯酚的降解能力極其微弱或僅具潛在的降解能力,只有在特定環(huán)境下,在相應(yīng)的誘導(dǎo)物苯酚存在時(shí),經(jīng)一定時(shí)間的培養(yǎng),由誘導(dǎo)物刺激微生物,誘導(dǎo)產(chǎn)生相應(yīng)的酶系,才能獲得對(duì)苯酚的降解能力。微生物具有很強(qiáng)有適應(yīng)能力,當(dāng)外界環(huán)境改變時(shí),它們能相應(yīng)調(diào)節(jié)體內(nèi)新陳代謝系統(tǒng),使之能在新的環(huán)境中繼續(xù)成長(zhǎng)下去。這種適應(yīng)性的一種是在細(xì)菌分裂過(guò)程中遺傳物質(zhì)的突變,形成突變種,其中有一些對(duì)新環(huán)境污染具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。

五、結(jié)論與展望

篇(2)

Abstract: taking acetaminophen production for the treatment of wastewater object, and study the EGSB (anaerobic granular sludge expansion bed) reactor + CASS process acetaminophen wastewater operation rule. After about 8 months of operation, and the results showed that the water CODcr and NH3-N concentration respectively for 15000 mg/L and 120 mg/L, the total water CODcr and NH3-N do 200 mg/L respectively and 20 mg/L, removal rate were 98.7% and 83.3%, with EGSB anaerobic reactors load capacity up to 7.1 kgCODcr / (m3 d.).

Keywords: anaerobic granular sludge expansion bed; Acetaminophen wastewater; High concentration organic wastewater

中圖分類號(hào):X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):

1、前言

撲熱息痛是常用的解熱鎮(zhèn)痛藥物,化學(xué)成分為對(duì)乙酰氨基笨酚(醋氨酚),分子式為C8H9NO2,經(jīng)過(guò)幾十年的生產(chǎn)實(shí)踐,撲熱息痛的生產(chǎn)已經(jīng)形成一套成熟的生產(chǎn)工藝,即傳統(tǒng)的二步生產(chǎn)法,是以對(duì)硝基氯苯為原料,經(jīng)水解、酸化還原制成對(duì)氨基苯酚,再經(jīng)過(guò)酰化得到對(duì)乙酰氨基苯酚[1]。由于廢水中含有對(duì)氨基苯酚、對(duì)乙酰氨基酚及其氧化產(chǎn)物醌、偶氮化合物等對(duì)微生物有一定的抑制和毒性作用,該類廢水治理一直是難題。連云港某制藥廠是一家從事對(duì)乙酰基苯酚生產(chǎn)的原料藥企業(yè),日產(chǎn)水量1000m³。原有一套UASB池+CASS池污水處理系統(tǒng),由于處理工藝不合理等原因,一直無(wú)法正常運(yùn)行。經(jīng)技術(shù)改造后,新增EGSB厭氧反應(yīng)器1套。

2、工程設(shè)計(jì)

2.1 廢水特點(diǎn)

廢水主要由酰化段離心廢水、多次套用母液、精制段壓濾廢水、反應(yīng)釜清洗廢水和生活污水組成,主要污染因子有對(duì)氨基苯酚、冰醋酸、焦亞硫酸鈉、粉末狀活性碳、乙酰氨基酚及氧化產(chǎn)物醌、偶氮化合物等,由于對(duì)乙酰胺基苯酚具有共軛可變結(jié)構(gòu)和生色基團(tuán),廢水在酸性條件下呈紅褐色,在堿性條件下呈藍(lán)色,色度隨電位升高而增大。對(duì)乙酰氨基苯酚及反應(yīng)副產(chǎn)物較難生物降解[2]。廢水具有組分復(fù)雜,濃度高,水質(zhì)波動(dòng)大,生物不易降解等特點(diǎn)。

2.2進(jìn)出水水質(zhì)要求

設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì):CODcr:15000mg/L;BOD5:5000mg/L;NH3-N:150mg/L;SS:1000mg/L;pH:2~3;色度:2000倍。

設(shè)計(jì)出水執(zhí)行《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ3082-1999),主要指標(biāo):CODcr≤500mg/L;SS:≤400mg/L;pH:6~9

2.3 處理工藝及說(shuō)明

目前,撲熱息痛生產(chǎn)廢水處理方法有混凝沉淀、高級(jí)氧化、鐵碳電解、膜過(guò)濾、厭氧生物處理、好氧生物法等多種組合處理工藝,根據(jù)本工程進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)和處理深度要求,本工程處理工藝采分質(zhì)處理技術(shù),將企業(yè)排放廢水按水質(zhì)特點(diǎn)分類收集、預(yù)處理后匯合的處理工藝,工藝流程詳見(jiàn)圖2.2-1.

圖2.2-1 工藝流程框圖

母液污染程度最重,CODcr:200000mg/L,精制廢水污染程度較輕,CODcr:3000~5000mg/L,但粉末狀活性碳含量較高,且含有一定量的反應(yīng)中間產(chǎn)物醌類等難生物降解成分,其他廢水指生活污水、離心廢水、沖洗廢水等,污染程度一般。

將母液廢水單獨(dú)收集,通過(guò)提升泵均勻泵入綜合廢水調(diào)節(jié)池;精制廢水設(shè)置單獨(dú)收集池,經(jīng)折流式沉淀池去除廢水中懸浮物活性碳,與其他廢水匯入綜合廢水調(diào)節(jié)池內(nèi),在綜合廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)均衡水質(zhì),經(jīng)均質(zhì)調(diào)節(jié)后廢水進(jìn)入pH調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)廢水pH,由于本工程廢水呈酸性是由水中含冰醋酸造成的,因此pH調(diào)節(jié)至4左右即可,不需調(diào)至中性以減少液堿消耗量。pH調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入水溫調(diào)節(jié)池,經(jīng)水溫調(diào)節(jié)池穩(wěn)定水溫在35°±2。恒溫廢水泵入EGSB厭氧反應(yīng)器內(nèi),在EGSB厭氧反應(yīng)器去除大部分有機(jī)物。EGSB厭氧反應(yīng)器從功能劃分為高負(fù)荷區(qū)、精處理區(qū)、沉淀區(qū)3部分,,其中高負(fù)荷區(qū)容積負(fù)荷可達(dá)12kgCODcr/(m³•d),精處理區(qū)容積負(fù)荷為3 kgCODcr/(m³•d),沉淀區(qū)表面負(fù)荷為0.53m³/(㎡•h)。并設(shè)置了強(qiáng)制外循環(huán)系統(tǒng),通過(guò)強(qiáng)制外循環(huán)不但保證了傳質(zhì)效果,又起到了原水稀釋作用。

EGSB厭氧反應(yīng)器頂部設(shè)置氣液分離器,實(shí)現(xiàn)沼氣與廢水、污泥的分離,分離后的沼氣經(jīng)沼氣收集管道收集并輸送至沼氣儲(chǔ)罐內(nèi),由于產(chǎn)生沼氣量較小,不具備回收利用價(jià)值,采用沼氣燃燒塔燃燒后放空[3]。

EGSB厭氧反應(yīng)器出水進(jìn)入水解池,通過(guò)缺氧微生物的新陳代謝作用將廢水中殘留的部分大部分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物,提高廢水可生化性,為后段好氧生物處理提供有利條件。此時(shí)出水仍不能滿足排放要求,因此需設(shè)置好氧系統(tǒng),好氧系統(tǒng)采用CASS工藝,不需設(shè)置二沉池。由于廢水中殘留一定量的顯色物質(zhì),廢水的色度較重,通過(guò)折流式脫色池后達(dá)標(biāo)排放。

2.4 主要建構(gòu)筑物設(shè)及設(shè)計(jì)參數(shù)

本工程主要建構(gòu)筑物尺寸及設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2.4-1,

表2.4-1 建構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)及配套設(shè)備一覽表

篇(3)

中圖分類號(hào):X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)34-0009-01

1、前言:隨著工業(yè)時(shí)代的到來(lái)和城市化進(jìn)程的加快,污水的大量排放已嚴(yán)重的威脅到人們的正常生活。由于我國(guó)的小型工廠眾多,分布面廣闊,生產(chǎn)技術(shù)落后,污水排放量大,污水處理能力低下等原因,造成我國(guó)工業(yè)污染嚴(yán)重。目前我國(guó)污水處理材料主要有活性炭、硅藻土以及廉價(jià)廢棄物等,其中低硅藻土以其獨(dú)特硅藻殼體結(jié)構(gòu)及性能,對(duì)污水有較強(qiáng)的凈化效果。現(xiàn)階段,我國(guó)對(duì)硅藻土在污水處理中的作用進(jìn)行深入研究,并進(jìn)行了大力的推廣,對(duì)我國(guó)治理水污染有卓越的貢獻(xiàn)。

2、低硅藻土的特性及處理原理分析

低硅藻土之所以能應(yīng)用在工業(yè)污水處理之中,是因?yàn)橛衅洫?dú)特的性質(zhì)和污水處理能力,主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):

2.1 低硅藻土的特性分析。硅藻土是一種非金屬的礦物,它是由湖泊或海洋中的硅藻類殘骸經(jīng)過(guò)自然作用而形成,其主要化學(xué)成分為非晶質(zhì)的二氧化硅。具有空隙大、比重小、表面積大、吸附能力強(qiáng)、耐酸、耐磨以及保溫隔音等特性,在化工、醫(yī)藥、石化、冶金等多個(gè)行業(yè)的污水處理系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

2.2 低硅藻土的污水處理原理分析。首先,硅藻土的表面有負(fù)電性,因此對(duì)帶正電荷的膠體狀污染物來(lái)說(shuō),通過(guò)對(duì)電的中和使膠體脫穩(wěn)。其次,由于硅藻土的表面積大,吸附能力強(qiáng)同時(shí)還具有表面電性,因此在污水處理過(guò)程中,不僅處理膠體態(tài)與顆粒態(tài)的污染物,還能除去色度、溶態(tài)的磷以及金屬離子等,尤其是對(duì)于工業(yè)污水中帶正電的金屬離子,去除效果顯著。

2.3 低硅藻的處理特點(diǎn)分析。把低硅藻土用于工業(yè)污水處理之中是一項(xiàng)新技術(shù),其主要特點(diǎn)表現(xiàn)在:A、硅藻土的耐沖擊負(fù)荷力強(qiáng),處理的效果穩(wěn)定,與溫度、水質(zhì)以及水量等因素?zé)o關(guān),適宜于含有毒物質(zhì)以及沖擊負(fù)荷大的工業(yè)污水處理;B、污水處理技術(shù)先進(jìn),占地面積少,設(shè)備與工藝簡(jiǎn)單,操作方便,建設(shè)容易;C、硅藻土的藥劑用量不大,投放量小,去除率高,污水處理成本低;D、硅藻土的脫水性能好,其脫水性能比常用的化學(xué)污泥和生物污泥都要好,運(yùn)用離心法或者板框壓慮機(jī)進(jìn)行脫水,制成含水率為60%左右的泥餅;E、用后的硅藻土回收利用率高。因硅藻土是天然礦物,具有良好的穩(wěn)定性,通過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚碇螅捎糜谵r(nóng)業(yè)、建材以及污水處理中,沒(méi)有二次污染。

3 工業(yè)污水處理過(guò)程中低硅藻土的應(yīng)用分析。

由于低硅藻土的資源豐富,污水處理成本低,處理效果顯著,在工業(yè)污水處理過(guò)程中得到廣泛的推廣與應(yīng)用。

3.1 在處理酯肪酸與苯酚廢水工程中的應(yīng)用分析。產(chǎn)于內(nèi)蒙古的硅藻土,在某污水處理廠對(duì)苯酚以脂肪酸的廢水處理中做實(shí)踐。其方法是,把硅藻土提純之后,通過(guò)含1.0%十六烷基三甲基溴化銨和含1.0%的聚丙烯酰胺對(duì)其進(jìn)行表面改性,制成新型的污水處理劑,其吸咐率能達(dá)到80%,效果明顯,達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 在有色污水處理中的應(yīng)用。在我國(guó)的紡織業(yè)、造紙業(yè)、塑料化工業(yè)以及金屬等工業(yè)中,每年都會(huì)產(chǎn)生大量有色污水。尤其是紡織業(yè)中的印染廢水處理是環(huán)保關(guān)注的焦點(diǎn)。紡織業(yè)最常用的污水處理方法有生化法與物化法。但是,由于紡織業(yè)廢水中含有毒物質(zhì)較多,污水處理降低毒性成為最難解決的問(wèn)題,有些染料在分解之后也會(huì)產(chǎn)生有毒的致癌物,單純的物化與生化處理手段不能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。因此,吸附作為一種新的污水處理技術(shù)受到廣泛的關(guān)注。用于吸附的物質(zhì)有活性炭、硅藻土以及礦物黏土等。硅藻土作為天然的、資源豐富的、多孔的吸附物質(zhì),成本僅有活性炭的1/400。因此,把硅藻土用于紡織污水處理系統(tǒng)中,能有效的降低污水處理成本,提高污水處理能力,達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 在重金屬離子污水處理中的應(yīng)用。在我國(guó)的玻璃、電鍍、陶瓷、采礦等工業(yè)生產(chǎn)中,排放出的污水含有大量的重金屬離子,含有重金屬離子的污水能使人產(chǎn)生畸形,發(fā)生癌變,對(duì)植物產(chǎn)生毒害。現(xiàn)階段我國(guó)對(duì)重金屬污水的處離通常采用沉淀法、離子交換法、電解法以及吸附法等。通過(guò)大量的實(shí)踐表明,運(yùn)用吸附法是除去污水中重金屬最行之有效的方法。硅藻土以其表面積大、有負(fù)電荷的特點(diǎn),特別適用于對(duì)重金屬離子的吸附。

3.4 在有機(jī)化合物污水處理中的應(yīng)用。在我國(guó)的煉油、焦化以及合成纖維等工業(yè)中,排出大量含苯酚的污水,這類污水可以使細(xì)胞蛋白質(zhì)變性,損害人的腎臟、肝臟以及神經(jīng)等,通過(guò)對(duì)硅藻土的改性作為吸附材料,處理此類有機(jī)化合物有良好的處理效果。大批的專家學(xué)者對(duì)此進(jìn)行過(guò)研究,經(jīng)過(guò)改性后的硅藻土的吸附能力比原土強(qiáng)得多,硅藻土對(duì)有機(jī)物的吸咐可分為兩類,一種是化學(xué)吸附,一種是物理吸附。其中,以分子間的誘導(dǎo)力與色散力進(jìn)行物理吸附。同時(shí),在分子間存在較強(qiáng)的絮凝作用與深度效應(yīng)為化學(xué)吸附。

3.5 對(duì)污水中其他物質(zhì)的處理應(yīng)用。用硅藻土處理污水,能有效去除水中細(xì)菌。通過(guò)實(shí)踐表明,通過(guò)改性后的硅藻土體積與表面積增大,而堆密度減小,同時(shí)堿土金屬結(jié)合在表面上,為吸咐污水中的氟提供更好的條件,能明顯提高對(duì)氟的吸咐能力,是工業(yè)污水處理過(guò)程中最理想的凈化劑。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之,運(yùn)用硅藻土處理工業(yè)污水是一種具有可操作性、低成本、便管理的污水處理工藝,作為吸附材料用于污水處理還下于實(shí)踐階段,加大對(duì)硅藻土作為污水處理原料的研究,對(duì)降低污水處理成本,保護(hù)自然環(huán)境有極其重要的研究?jī)r(jià)值。

參考文獻(xiàn)

篇(4)

引言

固定化微生物細(xì)胞技術(shù)是利用物理或化學(xué)的手段將游離微生物細(xì)胞定位于限定的空間區(qū)域,并使其保持活性反復(fù)利用的方法,在化工、印染、發(fā)酵生產(chǎn)、能源、醫(yī)藥等行業(yè)應(yīng)用廣泛。

一、固定化載體的選擇

1.1 固定化載體的分類及性能比較

目前,用來(lái)作為固定化微生物的載體有:有機(jī)高分子載體、無(wú)機(jī)高分子載體和復(fù)合載體三類。其中有機(jī)高分子載體分為天然和人工合成兩類。常見(jiàn)的天然有機(jī)高分子載體有瓊脂、角叉萊膠、明膠、海藻酸鈉等;常見(jiàn)的人工合成的有機(jī)高分子載體有聚丙烯酰胺凝膠(ACAM)、聚乙烯醇凝膠(PVA)、光硬化樹(shù)脂、聚丙烯酸凝膠等。常見(jiàn)的無(wú)機(jī)載體有多孔玻璃、多孔硅酸鹽、石英砂、生物活性炭(BAC)、硅藻土等。

天然有機(jī)高分子載體對(duì)生物無(wú)毒性,傳質(zhì)性能好,但機(jī)械強(qiáng)度較低,在厭氧條件下易被微生物分解;人工合成的有機(jī)高分子載體一般強(qiáng)度較大,但傳質(zhì)性能較差,微生物固定時(shí)對(duì)其活性影響較大,聚乙烯醇與瓊脂、明膠和丙烯酰胺凝膠相比較,具有機(jī)械強(qiáng)度較高、傳質(zhì)性能較好,生物毒性較低和固定操作容易等優(yōu)點(diǎn)。無(wú)機(jī)載體具有機(jī)械強(qiáng)度大、對(duì)微生物無(wú)毒性、不易被微生物分解、耐酸堿、成本低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。由于有機(jī)載體和無(wú)機(jī)載體各有優(yōu)缺點(diǎn),在許多性能方面兩類載體可以互補(bǔ),因而,就有了復(fù)合載體材料,它是將兩類載體結(jié)合起來(lái),以改進(jìn)載體性能,降低成本,提高廢水處理效果。以聚乙烯醇(PVA)、累托石、海藻酸鈉(SA)作為固定化載體材料,硼酸和氯化鈣作為交聯(lián)劑,將菲的降解菌(茄鐮孢菌)包埋制備固定化微生物小球,考察了各種材料的用量,微生物包埋量,PVA投加量,交聯(lián)時(shí)間等因素對(duì)微生物小球活性的影響,及固定化茄鐮孢菌小球的機(jī)械強(qiáng)度和傳質(zhì)性能。結(jié)果表明,聚乙烯醇和累托石復(fù)合載體可作為包埋固定微生物的優(yōu)良材料。

1.2固定化載體選擇的原則

固定化載體的選擇直接影響所固定微生物的生物活性等性能,所以,固定化微生物技術(shù)的使用對(duì)載體的選擇有一定的要求,在選擇載體的過(guò)程中,應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則。

(1)固定化過(guò)程簡(jiǎn)單,常溫下易于成型,固定化過(guò)程及固定化后對(duì)微生物無(wú)毒,生物滯留量高;

(2)具有生物相容性,不能干擾生物分子的功能,基質(zhì)通透性好,傳質(zhì)性能優(yōu)良;

(3)物化穩(wěn)定性好,機(jī)械強(qiáng)度高,抗微生物分解,沉淀分離性能好;

(4)價(jià)格低廉,壽命長(zhǎng)。

二、固定化微生物技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

近年來(lái),固定化微生物技術(shù)因其特有的優(yōu)勢(shì),引起廣泛的關(guān)注。固定化生物技術(shù)開(kāi)始迅速發(fā)展,并已取得了階段性的成果。此項(xiàng)技術(shù)在處理含重金屬離子廢水、含氮廢水、含難降解有機(jī)廢水的處理等方面都得到了很好的應(yīng)用。

2.1固定化微生物技術(shù)在印染廢水中的應(yīng)用

印染、造紙廢水的水量大,污染物質(zhì)也比較復(fù)雜,是比較難處理的工業(yè)廢水。周林成[1]等人采用固定化微生物工,對(duì)混凝沉淀后退漿工序的印染廢水進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)中試處理研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在水力停留時(shí)間(HRT)為20h的條件下,對(duì)于進(jìn)水化學(xué)需氧量(CODCr)為1.0~1.2g/L的退漿廢水,經(jīng)過(guò)兩級(jí)水解酸化、兩級(jí)好氧處理后,其出水CODCr

2.2含重金屬離子廢水的處理

重金屬污染對(duì)生物的影響越來(lái)越嚴(yán)重,由于固定化后的微生物,穩(wěn)定性能好,抗毒性強(qiáng),因此被廣泛用于去除廢水中的重金屬離子。

李杰[2]等人采用固定化微生物SBR反應(yīng)器和普通活性污泥SBR反應(yīng)器處理投加了Cr6+的生活污水,考察了固定化微生物去除COD及Cr6+的能力及抗毒性。結(jié)果表明:在保證對(duì)COD的去除率較穩(wěn)定的條件下,固定化微生物與普通活性污泥所能承受的Cr6+濃度分別為70mg/L和1.9mg/L。

羅曉虹[3]等人利用聚丙烯酰胺與殼聚糖形成的互融聚合物網(wǎng)絡(luò)凝膠固定非活性的銅綠假單胞菌,研究了這種固定化微生物顆粒對(duì)Cu2+的吸附特性。結(jié)果表明,該固定化微生物對(duì)Cu2+的吸附很迅速,在40min內(nèi)吸附基本達(dá)到平衡。

2.3含氮廢水的處理

微生物去除氮和氨,一般是通過(guò)好氧微生物的硝化反應(yīng)過(guò)程。和厭氧微生物的反硝化反應(yīng)過(guò)程。呂志剛[4]等人采用聚乙烯醇(PVA)為載體的包埋固定化微生物處理低濃度氨氮絮凝余水,在HRT為3h之內(nèi)從地表水環(huán)境質(zhì)量V類水標(biāo)準(zhǔn)以外達(dá)到了I類水標(biāo)準(zhǔn),在較短的水力停留時(shí)間成功實(shí)現(xiàn)了氨氮的去除。周珊[4]等人以竹炭為載體,將硝化菌、反硝化菌等微生物固定在竹炭上,研究竹炭固定化微生物對(duì)氨氮的去除及影響因素。結(jié)果表明:竹炭固定化微生物處理氨氮水樣存在竹炭吸附和微生物脫氮兩種作用。對(duì)于初始氨氮質(zhì)量濃度≤200mg?L-1的水樣,調(diào)節(jié)水樣pH為8,控制水樣溶解氧質(zhì)量濃度為1mg?L-1左右,竹炭固定化微生物系統(tǒng)中可發(fā)生同時(shí)硝化―反硝化作用,氨氮去除率可達(dá)70%以上。

2.4酚類及醇類廢水的處理

陶凌燕[5]等人采用聚乙烯醇(PVA)―硼酸法制作固定化活性污泥小球,從溫度、濃度和pH 3方面比較了固定化活性污泥和游離活性污泥對(duì)氯苯酚降解效果的影響。研究表明:固定化活性污泥降解對(duì)氯苯酚的最適宜溫度為25℃~35℃,最適pH為6~8;固定化活性污泥對(duì)氯苯酚的降解速度大于游離活性污泥。孫翔[6]等人以苯酚模擬廢水為研究對(duì)象,采用苯酚馴化后的優(yōu)勢(shì)菌群,利用竹炭作為載體,用竹炭固定化微生物處理含酚廢水。實(shí)驗(yàn)表明,在苯酚濃度為40mg/L低濃度廢水,在投菌量為100mL/10g竹炭,竹炭量為10g/100mL污水的條件下經(jīng)5h處理后,苯酚和COD的去除率分別為95%和70%。

三、結(jié)束語(yǔ)

固定化微生物技術(shù)在污水處理中越來(lái)越受到重視,未來(lái)要加強(qiáng)菌種的選育和馴化,創(chuàng)造條件培養(yǎng)微生物,并結(jié)合污水處理的設(shè)備和其他工藝達(dá)到良好的處理效果。

參考文獻(xiàn):

[1]]周林成,李彥鋒,白雪,等.固定化微生物工藝處理印染廢水[J].蘭州大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2008,44(5):63-68.

[2]李杰、王志盈、毛玉紅.固定化微生物抗Cr6+毒性能力及其去除特性研究[J].工業(yè)水處理.2008,24(1).

[3]羅曉虹、戴松林、李雪芳.固定化銅綠假單胞菌吸附Cu2+的特性[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù).2008.31(11).

篇(5)

 

1、前言:

新疆具有豐富煤炭資源,隨著國(guó)家對(duì)于煤化工產(chǎn)業(yè)的重視,煤化工企業(yè)越來(lái)越多,由此產(chǎn)生了大量的焦化廢水。免費(fèi)論文,降酚菌。由于焦化廢水中含有一些難生物降解的物質(zhì)組成,比如苯酚、吡啶等,采用生物法很難有效的進(jìn)行焦化廢水處理,處理出水達(dá)標(biāo)率不穩(wěn)定,往往排放污水超標(biāo)。免費(fèi)論文,降酚菌。國(guó)內(nèi)外一些企業(yè)和科研院所專門進(jìn)行了研究,但研究?jī)H僅停留在工藝層面,對(duì)于高效降解菌株的研究也有相關(guān)報(bào)道,但生物法處理焦化廢水沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的突破[1-5]。基于此本論文開(kāi)展了焦化廢水中高效降酚菌的研究。

2、材料與方法

KH2PO40.5g/L,K2HPO4,0.5g/L ,MgSO4.7H2O,0.2g/L, FeC12,0.01g/L NH4NO3,1.0g/L,瓊脂20 g/L,牛肉膏5.0g/L,蛋白胨10.0g/L,氯化鈉5.0g/L,苯酚根據(jù)進(jìn)水濃度進(jìn)行配置,液體培養(yǎng)基同上。苯酚測(cè)定方法采用4-氨基安替比林直接分光光度法[6]。免費(fèi)論文,降酚菌。免費(fèi)論文,降酚菌。

3、結(jié)果與討論:

經(jīng)過(guò)多次分離純化,獲得了一株降解能力較好的菌株M1,該菌株能夠在進(jìn)水濃度為50mg/L,轉(zhuǎn)速為150rpm的條件下,獲得苯酚去除率可以達(dá)到90%以上。因此開(kāi)展了對(duì)于菌株M1的最適生長(zhǎng)條件研究。

3.1降解時(shí)間的影響

降解時(shí)間的長(zhǎng)短與微生物的生長(zhǎng)和污染物的降解有著密切的關(guān)系,縮短降解時(shí)間有利于提高降解速度,本論文選取了苯酚濃度達(dá)到50mg/L液體培養(yǎng)基中, pH7, 溫度為35℃,150rpm/min振蕩培養(yǎng), 在12h,24h,30h 時(shí)測(cè)定培養(yǎng)液中殘留酚濃度。結(jié)果如圖1所示:降解時(shí)間為30,36小時(shí)的可以達(dá)到90%以上,但30小時(shí)和36小時(shí)之間去除率之間變化較小,因此在后繼的時(shí)間中選取降解時(shí)間為30小時(shí)。

圖1 降解時(shí)間對(duì)于苯酚去除率的影響

3.2苯酚濃度的影響

進(jìn)水苯酚濃度的高低會(huì)對(duì)于菌的生長(zhǎng)有著促進(jìn)或者抑制的作用,因此研究進(jìn)水苯酚的濃度對(duì)于菌的生長(zhǎng)有著重要的作用。進(jìn)水苯酚濃度與苯酚降解之間的關(guān)系如圖2所示,由圖2可知,在進(jìn)水濃度在50mg/L的時(shí)候,pH7 , 溫度為35℃,150rpm振蕩培養(yǎng),降解時(shí)間為30小時(shí),苯酚的降解率最高,可以達(dá)到90%。

圖2 進(jìn)水濃度對(duì)于苯酚去除率的影響

3.3 pH的影響

考察了pH對(duì)于降解苯酚菌的影響配置含酚濃度為50mg/L的液體培養(yǎng)基,利用0.1M鹽酸、0.1M氫氧化鈉分別調(diào)整pH為1、3、5、7、9、11、溫度為35℃,150rpm振蕩培養(yǎng),降解時(shí)間為30小時(shí)。結(jié)果如圖3所示:菌株在pH7的時(shí)候去除率最高,可以達(dá)到85%左右。

圖3 pH對(duì)于苯酚去除率的影響

3.4轉(zhuǎn)速的影響

轉(zhuǎn)速的高低直接影響著反應(yīng)器內(nèi)的溶解氧濃度的高低。實(shí)驗(yàn)在30℃ ,35℃,40℃, 在

進(jìn)水濃度在50mg/L的時(shí)候,調(diào)整pH7 ,降解時(shí)間為30小時(shí),在80rpm100rpm 150rpm 180rpm/min情況下對(duì)于降解率的影響,由圖4可知,菌株在150rpm/min的時(shí)候,苯酚的降解率最高。免費(fèi)論文,降酚菌。

圖4轉(zhuǎn)速對(duì)于苯酚去除率的影響

3.4溫度的影響

溫度對(duì)于菌株的影響也比較大,本實(shí)驗(yàn)在30℃ ,35℃,40℃, 在進(jìn)水濃度在50mg/L的

時(shí)候,調(diào)整pH7 , 150rpm振蕩培養(yǎng),降解時(shí)間為30小時(shí),溫度對(duì)于苯酚的降解情況。結(jié)果如圖5所示,結(jié)果表明菌株在,35℃的時(shí)候降解速率最快,可以達(dá)到90%。免費(fèi)論文,降酚菌。

圖5 溫度對(duì)于苯酚去除率的影響

結(jié)論:

1通過(guò)劃線分離獲得一株降效率為90%的降解菌株。

2分別對(duì)于降解苯酚菌株的生長(zhǎng)條件做了一定的研究,得出菌株在進(jìn)水濃度50mg/L,溫度為35℃,pH7,轉(zhuǎn)速為150rpm/min,降解時(shí)間為30小時(shí)的時(shí)候,苯酚的降解率可以達(dá)到90%。

參考文獻(xiàn):

[1]李勇,付金祥,蔡蘇蘭.微生物降解法處理含酚廢水的研究進(jìn)展.遼寧城鄉(xiāng)環(huán)境科技,2005;25(5):26-28

[2]徐玉泉,張維,陳明,等.一株苯酚降解菌的分離和鑒定.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2000;20(4):450-455

[3]沈齊英,劉錄,申林波.紫外誘變選育高效降酚微生物.環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2004;27(1):2-84

[4]楊光,向陽(yáng),夏雷.一株苯酚高效降解菌的分離及其分解能力的初步研究.氨基酸和生物資源,003;25(4):3-6

[5]呂榮湖,付強(qiáng).高濃度酚降解菌的選育及其降酚性能.環(huán)境科學(xué),2005;26(5):147-151

篇(6)

中圖分類號(hào):TQ02 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-3973(2010)01-114-02

大慶市位于黑龍江省西部,松嫩平原中部,是“哈一大,齊”工業(yè)走廊的重要紐帶。大慶作為一座現(xiàn)代化的大城市,被譽(yù)為“油城”,自大慶油田建立以來(lái),大慶為中國(guó)的能源產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn)。隨著經(jīng)濟(jì)和科技的迅速發(fā)展,人們對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)日益加強(qiáng),在“十一?五”期間大慶市提出了“建設(shè)和諧綠色生態(tài)型城市”的戰(zhàn)略思想,這對(duì)于大慶這座曾以石油產(chǎn)業(yè)為主要產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展具有重要的歷史意義。水資源是城市的命脈,對(duì)水質(zhì)的理化指標(biāo)尤其是廢水的有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)對(duì)于“構(gòu)建和諧綠色生態(tài)型城市”的戰(zhàn)略實(shí)施具有重要的意義。本研究選取大慶地區(qū)5個(gè)典型的污水(工業(yè)廢水)地點(diǎn)作為監(jiān)測(cè)點(diǎn),通過(guò)對(duì)各采樣點(diǎn)水質(zhì)有機(jī)污染物種類和主要污染物含量的檢測(cè),評(píng)價(jià)大慶地區(qū)工業(yè)廢水中有機(jī)物污染情況。

1 水樣采集和實(shí)驗(yàn)方法

1.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)選取

選取大慶地區(qū)排放工業(yè)廢水或污水相對(duì)集中且具有代表性的5個(gè)地點(diǎn)作為監(jiān)測(cè)點(diǎn),分別是油田化學(xué)助劑廠、龍鳳電熱廠、甲醇廠、讓鐵機(jī)務(wù)段和東新生活污水排放區(qū)。

1.2 水樣采集

采樣時(shí)間在2009年6-10月,2010年4-7月期間,采樣時(shí)48h連續(xù)混合樣,時(shí)間間隔為2-4小時(shí)不等。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

工業(yè)廢水中各項(xiàng)污染物分析方法按照GB8978-96《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》,水中有機(jī)物苯、甲苯、苯酚、間甲酚、萘和鄰苯二甲酸酯含量的測(cè)定采用氣相色譜法測(cè)定,有機(jī)物種類通過(guò)紫外吸收法和熒光吸收法測(cè)定。

2 大慶地區(qū)工業(yè)廢水中有機(jī)污染物的監(jiān)測(cè)結(jié)果

筆者對(duì)各監(jiān)測(cè)地點(diǎn)的水質(zhì)中甲苯、苯、苯酚、間,甲酚、萘和鄰苯二甲酸二丁酯的含量以及有機(jī)污染物的總種類進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果如表1所示。

筆者通過(guò)對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水中甲苯、苯、苯酚、間,甲酚、萘和鄰苯二甲酸二丁酯等6種有機(jī)污染物的檢測(cè)結(jié)果,可以看出:油田化學(xué)助劑廠的工業(yè)廢水中有機(jī)物的總數(shù)為95種,居于首位,甲醇廠次之,龍鳳電熱廠第三:油田助劑廠的工業(yè)廢水中的6種有機(jī)污染物的含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)家三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),這充分說(shuō)明油田助劑廠的工業(yè)廢水中的有機(jī)污染物不僅種類多,而且含量高,已形成嚴(yán)重污染;甲醇廠的工業(yè)廢水中除苯酚物質(zhì)未檢出,其他5種污染物質(zhì)含量超過(guò)國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn);在龍鳳電熱廠的工業(yè)廢水中,苯酚類污染物未曾檢出,苯物質(zhì)含量低于國(guó)家三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),其他物質(zhì)含量超過(guò)國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求,這表明甲醇廠和龍風(fēng)電熱廠的工業(yè)廢水中已形成污染源;讓鐵機(jī)務(wù)段的廢水中間一甲酚、萘和鄰苯二甲酸二丁酯3種物質(zhì)含量超出國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn):東新生活污水中鄰苯二甲酸二丁酯含量超出國(guó)家規(guī)定的三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。由此可見(jiàn),在所布設(shè)的各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中雖然經(jīng)過(guò)了污水處理系統(tǒng)的處理但是處理效果不佳,在工業(yè)廢水中仍存在有毒有害的有機(jī)污染物,其污染程度存在差異。

3 大慶地區(qū)工業(yè)廢水中有機(jī)污染物的分析

鄰苯二甲酸酯(PAEs)是大慶地區(qū)工業(yè)廢水中一類典型的有機(jī)化合物,它主要用作塑料的增塑劑,增大產(chǎn)品的可塑性和提高產(chǎn)品的強(qiáng)度,也可用作農(nóng)藥的載體,驅(qū)蟲劑、化妝品、香味品、劑和去泡劑的生產(chǎn)原料。間,甲酚是油田生產(chǎn)和加工中的一個(gè)重要的有機(jī)物質(zhì),主要用作農(nóng)藥中間體,生產(chǎn)殺蟲劑,也是彩色膠片、樹(shù)脂:增塑劑和香料的中間體。大慶地區(qū)工業(yè)廢水中PAEs和間-甲酚的主要來(lái)源有化學(xué)助劑廠等石油產(chǎn)物加工產(chǎn)業(yè)工廠中生產(chǎn)和排放的含有PAEs的工業(yè)廢水,以及生活區(qū)和鐵路沿線的主要塑料垃圾、殺蟲劑等,經(jīng)雨水淋洗、土壤浸潤(rùn)等形式進(jìn)入水體的。

篇(7)

在污水處理當(dāng)中,由于許多好氧菌及微生物可利用苯酚作為生長(zhǎng)的碳源,所以活性污泥法是常用的去酚方法;近年來(lái),電催化氧化技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于環(huán)境有機(jī)污染物如苯酚的處理。電催化技術(shù)處理效率高、操作簡(jiǎn)便、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、環(huán)境兼容性好。而將活性污泥法與電催化氧化技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)處理含苯酚廢水,從而進(jìn)一步提高去除率的研究,引起了研究者的注意。

本工作分別通過(guò)活性污泥法與電催化法處理含苯酚溶液,考查了污泥濃度(MLSS)、苯酚初始濃度、PH值、溫度、電壓、電解質(zhì)等因素對(duì)有機(jī)物降解率的影響,從而確定組合工藝的工作條件,最終考察電催化―活性污泥法組合工藝對(duì)廢水中苯酚的降解效率。

實(shí)驗(yàn)部份

1.1廢水水質(zhì)

實(shí)驗(yàn)用水為用分析純苯酚與自來(lái)水配置的不同濃度的苯酚溶液。

1.2試劑和儀器

苯酚、硫酸鈉:分析純。

ACO-012型電磁式空氣壓縮機(jī):浙江森泰實(shí)業(yè)有限公司;DP-130微型高壓隔膜泵:上海磁力泵業(yè)制造有限公司;0.3~3m3/h氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì):余姚市金泰儀表有限公司;HDQ-2改進(jìn)型曝氣軟管:北京宏大弘升科技發(fā)展有限公司;721型紫外分光光度計(jì):日本SHZMADZU公司;WYJ-3002A直流穩(wěn)壓電源:上海全力電器有限公司;電極板:江蘇楓港。

1.3實(shí)驗(yàn)裝置

反應(yīng)器的材質(zhì)為有機(jī)玻璃,長(zhǎng)600mm,寬500mm,高600mm,有效容積150l,其底部均勻分布曝氣軟管。廢水是通過(guò)配水箱配水以后泵提進(jìn)入反應(yīng)器,反應(yīng)器中的活性污泥通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)曝氣為微生物提供代謝所需氧氣,同時(shí)反應(yīng)器中的液體通過(guò)曝氣達(dá)到均質(zhì)、均量;反應(yīng)同時(shí)反應(yīng)器中設(shè)置了由穩(wěn)壓直流電源來(lái)改變電壓的催化電極板;廢水中所含的苯酚則通過(guò)微生物與電催化的雙重作用進(jìn)行降解去除。

1.4分析方法

采用分光光度法對(duì)苯酚試樣的吸光度進(jìn)行測(cè)定,進(jìn)而計(jì)算苯酚的降解率。

結(jié)果與討論

2.1MLSS對(duì)降解率的影響

在同是苯酚濃度為550mg/l,PH值為7.0,溫度為25℃的條件下,污泥濃度對(duì)苯酚降解率的影響見(jiàn)圖1。由圖1可見(jiàn),隨著污泥濃度的增加,苯酚的降解率提高。這是因?yàn)槲勰酀舛鹊脑黾樱鄬?duì)微生物的含量也增加,那么微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求量也隨之增加,因此,單位時(shí)間內(nèi)苯酚的降解率隨著污泥濃度的增加而增大,那么高污泥濃度降解同等濃度苯酚所需的時(shí)間就縮短。

圖1 MLSS對(duì)苯酚降解效率的影響 圖2苯酚初始濃度對(duì)其降解率的影響

2.2苯酚初始濃度對(duì)降解率的影響

在污泥濃度同是3500mg/l,PH為7.0,溫度為25℃的條件下不同濃度苯酚溶液去除率隨時(shí)間變化見(jiàn)圖2。由圖2苯酚初始濃度為550mg/l,855mg/l,1500mg/l的溶液,其降解效率達(dá)到99%以上分別需要8小時(shí)、12小時(shí)、35小時(shí),所以可以得出,苯酚濃度越大,完全降解所需的時(shí)間越長(zhǎng),單位時(shí)間的降解效率越低。

2.3 PH值對(duì)苯酚降解率的影響

由于微生物的生化反應(yīng)過(guò)程與酶的催化作用是密不可分的,而酶的基本成分是蛋白質(zhì),是具有離解基團(tuán)的兩性電解質(zhì),PH值主要影響酶的離解過(guò)程與基質(zhì)電離狀況,進(jìn)而影響酶的催化活性。所以本工作中考察了初始條件同為苯酚濃度為550mg/l,污泥濃度為3500mg/l,溫度為25℃,PH值分別為6.0,6.5,7.0,8.0,9.0的情況下苯酚的降解率,見(jiàn)圖3。由此可見(jiàn)在PH值為6.5~8.0的范圍內(nèi),活性污泥的降解性能較好,苯酚的降解效率較高。

圖3 PH值對(duì)苯酚降解率的影響

2.4溫度對(duì)苯酚降解率的影響

在微生物的生理活動(dòng)中,溫度是一個(gè)至關(guān)重要的因素,溫度適宜于否不但影響微生物的代謝活動(dòng),同樣影響氧的轉(zhuǎn)移速度和固體物質(zhì)的沉降性能。那么,考察溫度對(duì)苯酚的降解效率勢(shì)在必行,在初始條件為苯酚濃度為550mg/l,污泥濃度為3500mg/l,PH值為7,選擇20℃,25℃,30℃,36℃,42℃五個(gè)不同溫度,苯酚的降解率在30℃時(shí)最高,在25℃和36℃時(shí)較快,在超出此范圍,微生物的活性明顯受到抑制,降解效率明顯降低。

2.5電壓對(duì)苯酚降解率的影響

在電催化工藝中考察不同電壓下對(duì)苯酚降解率的影響。隨著時(shí)間的增長(zhǎng),電壓越高,苯酚的降解效率越高,其降解的速度也越快。同是初始條件為苯酚濃度為200mg/l,PH值為7.0,降解時(shí)間為10小時(shí),在10V電壓下,苯酚的濃度降低181.25mg/l,而在3V電壓下,苯酚濃度僅僅降低4.6mg/l。

2.6 電解質(zhì)對(duì)苯酚降解率的影響

水中所含電解質(zhì)的多與少,直接影響到廢水的導(dǎo)電能力、電壓和電能的消耗。由于本實(shí)驗(yàn)的用水為配置模擬廢水,本身不含無(wú)機(jī)鹽,所以投加NaSO4做為電解質(zhì)。在初始條件為苯酚濃度為200mg/l,電壓為5V的條件下投加濃度分別為1.0,2.0,3.0和5.0g/l的NaSO4,來(lái)考查電解質(zhì)濃度對(duì)苯酚降解率的影響,從而最終確定電解質(zhì)的最佳投加量。電解質(zhì)含量1.0~3.0g/l時(shí),苯酚降解率由7.4%增大到19.95%,逐漸提高;當(dāng)電解質(zhì)含量增加到5.0g/l時(shí)其降解率降低為18.80%。所以電解質(zhì)NaSO4的最佳投加量為3.0g/l。

2.7組合工藝條件的確定

基于以上對(duì)實(shí)驗(yàn)影響因素的考察,從工程成本、降解效率等方面的考慮決定,組合工藝的初始條件確定為苯酚初始濃度為550mg/l,MLSS為3000mg/l,PH值為7.0,電壓為5.0V,而電解質(zhì)含量從投入2.0g/l與3.0g/l電解質(zhì)相比,其去除率僅僅降低1.05%,考慮投入到實(shí)踐中的工程成本與微生物的耐鹽力等因素,選擇2.0g/l為投加電解質(zhì)NaSO4的最佳量。在活性污泥反應(yīng)器中投加電解質(zhì)后使微生物逐漸適應(yīng)的同時(shí)提高電極電壓,完成污泥馴化后,同時(shí)考察活性污泥法、電催化法、電催化―活性污泥組合法降解苯酚的對(duì)比實(shí)驗(yàn),其苯酚隨時(shí)間的降解率如圖4所示:其組合工藝對(duì)苯酚的降解率高于兩種單一工藝的降解率的加和;兩種工藝的組合,不但不會(huì)相互抑制,反而可以促進(jìn)降解效率的提高。

圖4三種工藝對(duì)苯酚降解率的對(duì)比

結(jié)論

1)采用電催化―活性污泥法組合工藝降解苯酚的工藝條件為Cphenol=550mg/l,MLSS=3000mg/l,PH=7.0,U=5.0V,QNaSO4=2.0g/l,工作時(shí)間為5.2小時(shí),其苯酚的降解率可達(dá)到99.20%;

2)電催化法、活性污泥法兩種單一工藝的相互抑制作用很小,所以其組合工藝是一種高效的新型處理工藝;

3)在實(shí)驗(yàn)中未提及的其它影響因素需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。

參考文獻(xiàn)

Comninelis Ch, Nerini A. J, In situ oxidative degradation of formaldehyde with electrogenerated hydrogen peroxide, Journal of the Electrochemical Society, 1993,140:1632~1637

周明華,吳祖成,含酚廢水的電催化降解, 化工學(xué)報(bào),2002,53(1):40~44

篇(8)

一、現(xiàn)狀及問(wèn)題

(一)分期建設(shè),分期運(yùn)行

住宅小區(qū)中水處理站應(yīng)該盡可能做到分期建設(shè),分期運(yùn)行。由于大部分主體工程是分期施工,并且隨著實(shí)際情況不斷做出相應(yīng)的調(diào)整。所以相應(yīng)的污水處理系統(tǒng)也應(yīng)該與每期工程,同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)運(yùn)行。避免盲目的一次性投資,造成現(xiàn)定的污水處理系統(tǒng)與后期主體工程不適應(yīng),造成投資浪費(fèi)。

(二)入住率對(duì)運(yùn)行成本的影響

所有的樓盤開(kāi)發(fā)都很難保證建設(shè)完成后在短期內(nèi)入住率達(dá)到設(shè)計(jì)居住人口,相應(yīng)的污水處理系統(tǒng)在短時(shí)期內(nèi)的處理水量也就不可能處理到設(shè)計(jì)水量。所以在選擇工藝時(shí),應(yīng)選擇可以根據(jù)實(shí)際處理水量進(jìn)行處理的工藝,以降低運(yùn)行成本。

(三)投標(biāo)報(bào)價(jià)的評(píng)審

污水處理工程的投資一般主要由污水管線、化糞池、土方工程、土建工程、設(shè)備及安裝工程幾部分組成。在供貨廠家報(bào)價(jià)過(guò)程中往往會(huì)把土方工程漏報(bào)造成我們對(duì)整體工程投資估算的不準(zhǔn)確。所以我們要讓供貨廠家明確出土方工程、土建工程的范圍。不能出現(xiàn)在投標(biāo)中只報(bào)出土建工程,在施工過(guò)程中又提出土方工程等問(wèn)題。

(四)運(yùn)行成本

污水處理設(shè)備的運(yùn)行成本與中水水費(fèi)之間的關(guān)系決定著處理系統(tǒng)今后是否能夠正常的運(yùn)行下去。在過(guò)去幾年內(nèi)有很多工藝就是由于運(yùn)行費(fèi)用很高建設(shè)完成后運(yùn)行一段時(shí)間入不付出,最終導(dǎo)致系統(tǒng)停用。

(五)配套工程的投資

污水管線與處理設(shè)備兩部分才能構(gòu)成完整的處理系統(tǒng)。在這個(gè)過(guò)程中,投標(biāo)單位往往只考慮處理設(shè)備及設(shè)備安裝的費(fèi)用,不考慮污水管線的投資,但對(duì)于投資方來(lái)說(shuō)每一部分的投資都將影響到小區(qū)開(kāi)發(fā)的總投資。所以在選擇工藝的過(guò)程中一定不能僅僅以設(shè)備投資的高低來(lái)評(píng)價(jià)工程投資高低。

(六)處理系統(tǒng)對(duì)住宅小區(qū)環(huán)境的影響

二次污染是我們?cè)诖_定污水處理工藝時(shí)要考慮的一個(gè)重要因素。在污水處理系統(tǒng)中機(jī)械設(shè)備的噪音、污水散發(fā)出的臭氣、地上污水處理站房對(duì)環(huán)境美化的影響、污泥處理過(guò)程中可能產(chǎn)生的二次污染隱患。這些都可能造成以后物業(yè)和業(yè)主之間的糾紛。

二、污水處理方法

(一)物理處理方法

1.格柵法。可分為人工清理的格柵(適用于中小型城市生活污水廠或所需截留的污染物較少時(shí))和機(jī)械格柵(適用于大型城市生活污水廠或所需截留的污染物較多時(shí))。

2.篩網(wǎng)法。篩網(wǎng)的去除效果,可相當(dāng)于初次沉淀池的作用。

3.過(guò)濾。以具有孔隙的粒狀濾料層,如石英砂等,截留水中的雜質(zhì)從而使水獲得澄清的工藝過(guò)程。

4.離心分離法。它的作用是基于存在于水中的懸浮物和水的密度不同而產(chǎn)生的。主要設(shè)備有:離心機(jī)、水力旋流器及旋流池等。

5.沉淀池法。用于廢水進(jìn)入生物處理設(shè)備前的初次沉淀、生理處理后的二次沉淀及污泥處理階段的污泥濃縮池。

6.浮上法。適用于顆粒直徑很小,很難用沉淀法加以去除時(shí),主要有電解浮上法、分散空氣浮上法和溶解空氣浮上法。

(二)生物處理方法

污水生物學(xué)處理具體來(lái)說(shuō)是通過(guò)微生物所產(chǎn)生的酶,氧化分解有機(jī)物,從而使水得到凈化。其中起主要作用的是細(xì)菌,污水中可溶性的有機(jī)物直接被菌體吸收;固體和膠體等不溶性有機(jī)物先附著在菌體外,由菌細(xì)胞分泌的胞外酶分解成可溶性物質(zhì),再被菌體吸收,通過(guò)微生物體內(nèi)的氧化、還原、分解、合成等生化作用,把一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化成微生物自身組成物質(zhì),另一部分有機(jī)物被氧化分解為CO2、H2O等簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物,從而使污染物質(zhì)得到降解。主要方法有:氧化塘法、活性污泥法、生物濾池法、厭氧處理法

(三)水的化學(xué)處理方法

中和法;化學(xué)混凝法;化學(xué)沉淀法;氧化還原法;吸附法。

(四)城市污水處理的新模式

1.生物膜技術(shù)。通過(guò)選育和培養(yǎng)高效的微生物菌種,制成制劑,高密度直接投放到待處理污水,形成生物膜,對(duì)污水進(jìn)行降解和凈化。

2.粉末活性炭吸附技術(shù)。粉末活性炭在污水處理中的使用已有70年左右的歷史。自從美國(guó)首次使用粉末活性炭去除氯酚產(chǎn)生的嗅味以后,活性炭成為給水處理中去除色、嗅、味和有機(jī)物的有效方法之一。國(guó)外對(duì)粉末活性炭吸附性能作的大量研究表明:粉末活性炭對(duì)三氯苯酚、二氯苯酚、農(nóng)藥中所含有機(jī)物,三鹵甲烷及前體物以及消毒副產(chǎn)物三氯醋酸、二氯醋酸和二鹵乙腈等等均有很好的吸附效果,對(duì)色、嗅、味的去除效果已得到公認(rèn)。可用于提高污水處理廠出水水質(zhì)。

3.曝氣生物濾池法。該工藝是一種淹沒(méi)式上向流生物濾池,其濾料為比重小于1的球形顆粒并漂浮在水中。通過(guò)硝化和反硝化作用凈化水質(zhì),其處理能力大大高于活性污泥法,并能達(dá)到很高的排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

目前,在城市污水處理中,活性污泥法是被最廣泛使用的方法之一,但其所產(chǎn)生的腥臭污泥問(wèn)題仍然令人頭痛。可嘗試用污泥進(jìn)行垃圾場(chǎng)填埋、作有機(jī)肥料等。

三、結(jié)束語(yǔ)

住宅小區(qū)生活污水處理站,為防止污染,保護(hù)水環(huán)境,起到了積極的作用。盡管城市污水處理的發(fā)展趨勢(shì),是集中處理取代分散處理,但小型生活污水處理站,在我國(guó)的一些中小型城市,還將存在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期,所以,其技術(shù)開(kāi)發(fā)和設(shè)備研制應(yīng)予以高度重視。

參考文獻(xiàn):

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1 污水處理中的問(wèn)題

1.1 操作人員技術(shù)素質(zhì)及管理水平較低。操作人員的管理水平與技術(shù)能力是污水處理效率低的主要因素之一。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家,經(jīng)濟(jì)建設(shè)一直是工作的核心,可我們的管理者沒(méi)有高度的重視對(duì)污水處理的管理,直到現(xiàn)在環(huán)境保護(hù)工作才引起大家的重視而被提上日程,污水處理工作才逐漸發(fā)展起來(lái),管理水平卻總是處于較慢發(fā)展的階段。因?yàn)榧夹g(shù)與機(jī)械大部分從國(guó)外引進(jìn),故處理技術(shù)十分地復(fù)雜,目前我國(guó)的大多數(shù)操作者的技術(shù)素質(zhì)無(wú)法很好地適應(yīng),致使設(shè)備運(yùn)行率較低,導(dǎo)致了資源的浪費(fèi),嚴(yán)重影響了已建污水廠的正常運(yùn)行。

1.2 技術(shù)落后,污水處理率低。當(dāng)前我國(guó)污水處理設(shè)備運(yùn)行狀況是1/3不正常、1/3處于閑置狀態(tài)、1/3運(yùn)行正常,污水處理率只達(dá)到50%。這不但是因?yàn)榧夹g(shù)的原因,還有資金不足。由于污水處理設(shè)施能否高效運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵點(diǎn)是污水處理技術(shù)。雖然在近一段時(shí)間以來(lái),我國(guó)的污水處理技術(shù)大部分是從歐美發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)的,可是在學(xué)習(xí)國(guó)外技術(shù)的同時(shí)也創(chuàng)新了一套自己獨(dú)有的技術(shù),在污水處理方面獲得了很大的發(fā)展,但不容忽視的是與同期國(guó)外的技術(shù)水平相比我國(guó)目前采用的技術(shù)仍然還很落后,還存在維修率高、自動(dòng)化程度低、效率低、能耗高等缺點(diǎn)。

1.3 資金不足,運(yùn)行維護(hù)管理費(fèi)用高。相對(duì)于一個(gè)城鎮(zhèn)來(lái)講,改善城鎮(zhèn)水環(huán)境質(zhì)量、防控水污染的重要手段就是有個(gè)好的城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)。可是資金投入仍然是個(gè)根本問(wèn)題。雖然改革開(kāi)放后我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平有了快速的發(fā)展,但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是較為落后的,投入污水處理的資金仍然缺乏。我國(guó)應(yīng)該通過(guò)大力調(diào)整投資結(jié)構(gòu)及各種宏觀調(diào)控措施,來(lái)加大投資力度。

2 污水處理方法

2.1 生物處理方法。通過(guò)微生物所產(chǎn)生的酶,氧化分解有機(jī)物,從而使水得到凈化就是污水生物學(xué)處理。通俗地來(lái)說(shuō)其中起重要作用的是細(xì)菌,污水中可溶性的有機(jī)物直接被菌體吸收;膠體和固體等不溶性有機(jī)物先附著在菌體外,由菌細(xì)胞分泌的胞外酶分解成可溶性物質(zhì),再被菌體吸收,通過(guò)微生物體內(nèi)的合成、分解、還原、氧化等生化作用,把一部分有機(jī)物被氧化分解為H2O、CO2等簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物,從而使污染物質(zhì)得到降解,另一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化成微生物自身組成物質(zhì)。主要方法有:活性污泥法、厭氧處理法、生物濾池法、氧化塘法。

2.2 物理處理方法

2.2.1 浮上法:適用于顆粒直徑很小,很難用沉淀法加以去除時(shí),主要有溶解空氣浮上法、分散空氣浮上法和電解浮上法。

2.2.2 沉淀池法:用于廢水進(jìn)入生物處理設(shè)備前的初次沉淀、生理處理后的二次沉淀及污泥處理階段的污泥濃縮池。

2.2.3 離心分離法:它的作用是基于存在于水中的水和懸浮物的密度不同而產(chǎn)生的。主要設(shè)備有:旋流池、離心機(jī)及水力旋流器等。

2.2.4 過(guò)濾:是以具有孔隙的粒狀濾料層,如石英砂等,截留水中的雜質(zhì)從而使水獲得澄清的工藝過(guò)程。

2.2.5 篩網(wǎng)法:篩網(wǎng)的去除效果,也就是初次沉淀池的作用。

2.2.6 格柵法:可分為機(jī)械格柵(適用于所需截留的污染物較多時(shí)或大型城市生活污水廠)和人工清理的格柵(適用于所需截留的污染物較少時(shí)或中小型城鎮(zhèn)生活污水廠)

2.3 水的化學(xué)處理方法。吸附法、氧化還原法、化學(xué)沉淀法、化學(xué)混凝法、中和法。

2.4 城鎮(zhèn)污水處理的新模式

2.4.1 曝氣生物濾池法:該工藝是一種淹沒(méi)式上向流生物濾池,其濾料為比重小于1的球形顆粒并漂浮在水中。經(jīng)過(guò)反硝化和硝化作用凈化水質(zhì),其處理能力大大優(yōu)于活性污泥法,并可達(dá)到非常高的排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前,在城鎮(zhèn)污水處理中,活性污泥法是被最廣泛應(yīng)用的方法之一,但它所產(chǎn)生的腥臭污泥問(wèn)題還是令人非常頭痛的。建議嘗試用污泥作有機(jī)肥料、進(jìn)行垃圾場(chǎng)填埋等。

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1、前言

隨著人們的生活水平不斷的提高,餐飲業(yè)在各個(gè)城市也迅速發(fā)展,餐飲廢水的排放量逐漸增大,由此而產(chǎn)生的含油脂污水特別是含高濃度油脂的污水量大幅度增長(zhǎng),已成為城市生活污水的重要組成部分。油類物質(zhì)進(jìn)入水體,則漂浮于水體的表面,影響水體的復(fù)氧及其自然凈化過(guò)程,危害水體生態(tài)系統(tǒng),又會(huì)引起水體的富營(yíng)養(yǎng)化,威脅環(huán)境和人類健康。

目前處理餐飲廢水的方法主要有物理法、化學(xué)法和生物法三種方法。與物理、化學(xué)法相比,微生物處理法具有經(jīng)濟(jì)、高效的優(yōu)點(diǎn),并可以實(shí)現(xiàn)無(wú)害化、資源化,所以生物法在污水處理中長(zhǎng)期以來(lái)占重要位置。

生物表面活性劑在污水的修復(fù)中有明顯的增效作用。和化學(xué)合成的表面活性劑先比具有以下優(yōu)越性:①生物表面活性劑具有一般化學(xué)合成的表面活性劑所不具有的獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu),從而產(chǎn)生一些對(duì)修復(fù)有用的性質(zhì)。②生物表面活性劑是由微生物代謝產(chǎn)生的可生物降解的物質(zhì)。投放到被污染地區(qū)不會(huì)造成新的污染。③與化學(xué)合成的生物表面活性劑相比,生物表面活性劑的生產(chǎn)價(jià)格是可以接受的。④生物表面活性劑可以在污染地區(qū)及其附近生產(chǎn)得到,不需要運(yùn)輸和儲(chǔ)存。本實(shí)驗(yàn)主要通過(guò)合成生物表面活性劑鼠李糖脂,并將其加入校園含油污水中研究其對(duì)污水降解的增效作用。

2.實(shí)驗(yàn)部分

2.1實(shí)驗(yàn)材料與方法

2.1.1實(shí)驗(yàn)材料

(1)實(shí)驗(yàn)土樣:石油污染土樣取自油田油井附近地表深度為10cm左右的石油污染土壤。

(2)種子培養(yǎng)基斜面培養(yǎng)基(g/L):牛肉膏2.0,蛋白胨5.0,NaCl5.0,瓊脂20.0,pH值7.0。

(3)種子培養(yǎng)基(g/L):牛肉膏3.0,蛋白胨5.0,NaCl5.0,pH值7.0。

(4)發(fā)酵培養(yǎng)基(g/L):豆油50,NaNO3 8.0,KH2PO4 1.0,Na2HPO4?12H2O 1.0 ,F(xiàn)eSO4?7H2O 0.2,PH值為7.0。

(5)苯酚溶液的配制:取5ml苯酚溶液放入到100ml容量瓶中,稀釋到刻度,得5%的苯酚溶液,將其置于冰箱中備用。

(6)鼠李糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:準(zhǔn)確稱取一定量鼠李糖溶于100ml容量瓶中,然后再配成不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2.2實(shí)驗(yàn)儀器及試劑

2.2.1主要設(shè)備

超凈工作臺(tái) JJT-7A

全自動(dòng)高壓滅菌鍋 HVE-50

震蕩培養(yǎng)箱 QHZ-98A

高速臺(tái)式冷凍離心機(jī) HFsafe1200

電子分析天平 BP211D型

2.2.2實(shí)驗(yàn)試劑及儀器

無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基(BR,上海化學(xué)試劑公司)、氯仿(AR,上海化學(xué)試劑公司),經(jīng)重蒸后使用。甲醇(AR,上海化學(xué)試劑公司)、苯酚(分析純重蒸餾試劑)、標(biāo)準(zhǔn)鼠李糖(國(guó)藥)、氫氧化鈉(分析純)、鹽酸(分析純)、濃硫酸(分析純)、去離子水、蒸餾水、分液漏斗、抽濾瓶、圓底燒瓶、直形冷凝管、蒸餾頭、錐形瓶、燒杯、量筒、玻璃棒、移液管、吸耳球、藥勺、膠頭滴管、容量瓶、移液槍、稱量瓶。

2.3實(shí)驗(yàn)步驟

2.3.1產(chǎn)表面活性劑菌的分離純化

取土樣2.5g,加200mL無(wú)機(jī)培鹽養(yǎng)基,在30℃,120r/min 的恒溫?fù)u床上振蕩培養(yǎng)7d,移取一定量的富集培養(yǎng)液接入新鮮含油無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中,同樣條件下培養(yǎng)7d,共重復(fù)3次,在無(wú)菌的條件下,用接種環(huán)蘸取馴化培養(yǎng)液,在分離培養(yǎng)基的平板上劃線后,平板倒置于恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h,然后將典型菌落在分離培養(yǎng)基的平板上反復(fù)劃線純化后得到單一菌落,再將純化的菌株接種至斜面培養(yǎng)基上培養(yǎng)后,4℃保存于冰箱中。

2.3.2鼠李糖脂的發(fā)酵培養(yǎng)及提取

配置發(fā)酵培養(yǎng)基,高壓滅菌后將A6 4%接入發(fā)酵培養(yǎng)72h,取發(fā)酵液在8000r/min,4℃下離心20min取出上清液,加6mol/L的HCL調(diào)節(jié)PH值至2.0,靜置過(guò)夜。用等體積氯仿/甲醇=2/1萃取,取下層有機(jī)相,64℃減壓蒸餾得到淺黃色漿狀物,既為表面活性劑的粗產(chǎn)物。

2.3.3鼠李糖脂的含量測(cè)定

將鼠李糖脂粗產(chǎn)物稀釋至0~80mg/l的范圍內(nèi),用同樣的方法在480nm下測(cè)吸光度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算鼠李糖脂的濃度。得到的鼠李糖脂的濃度(CRH)和鼠李糖濃度(CR)的倍比關(guān)系CRH=3.5CR,計(jì)算鼠李糖脂的濃度。

2.3.4鼠李糖脂產(chǎn)生條件的優(yōu)化

分別以葡萄糖、原油、甘油、豆油為唯一碳源,以NaNO3為氮源發(fā)酵培養(yǎng),考察不同碳源條件下生物表面活性劑鼠李糖脂的產(chǎn)量情況。用同樣的方法研究以尿素,NH4Cl,(NH4)2SO4,NaNO3為唯一氮源,豆油為碳源時(shí),生物表面活性劑鼠李糖脂的產(chǎn)量情況。確定最優(yōu)碳源和氮源。

2.3.5鼠李糖脂在污水修復(fù)中的應(yīng)用

(1)污水中油脂含量的測(cè)定

取50ml混合均勻的水樣,加入等體積的氯仿萃取,取出氯仿相。減壓蒸餾,將其中的氯仿蒸出。準(zhǔn)確稱量稱量瓶的重量,并將蒸餾后剩余的油脂用少量的氯仿溶解轉(zhuǎn)入稱量瓶中,放入水浴鍋中將其氯仿蒸發(fā)殆盡(多次稱量直至重量恒重),再準(zhǔn)確稱量稱量瓶和油脂的總重量,減量法得出稱量瓶中油脂的重量。

(2)鼠李糖脂在污水修復(fù)中的作用

取三組混合均勻的水樣各1L,給其中一組加900mg/l的鼠李糖脂,另一組加入同樣量的鼠李糖脂和降油菌,另一組做空白對(duì)照,分別測(cè)第5、10、15天時(shí)廢水中油脂的含量,觀察其變化情況

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1產(chǎn)表面活性劑菌株的分離和篩選

從油田油井附近所取的土壤樣品中,經(jīng)過(guò)平板分離篩選純化,得石油降解菌A6。A6菌為銅綠假單細(xì)胞菌, A6菌株形態(tài)特征和生理生化試驗(yàn)指標(biāo)等實(shí)驗(yàn)結(jié)果與假單胞菌屬的基本特征一致,所以以A6菌為實(shí)驗(yàn)所用的菌。

3.2鼠李糖脂的發(fā)酵培養(yǎng)及提取

在發(fā)酵生產(chǎn)的鼠李糖脂過(guò)程中,發(fā)酵液在培養(yǎng)的第二天就發(fā)生了明顯的乳化現(xiàn)象,表明以豆油為碳源能夠誘導(dǎo)試驗(yàn)菌種產(chǎn)生鼠李糖脂,從而促進(jìn)菌種對(duì)豆油的攝入和利用。萃取過(guò)程中,出現(xiàn)界面明顯的分層,上層呈淺綠色,中層乳白絮狀混濁乳化層,下層為透明至白色有機(jī)溶液,取下層萃取液于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中,減壓蒸餾得到棕黃色鼠李糖脂粗品。

3.3鼠李糖脂的含量測(cè)定

(1)鼠李糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

用紫外分光光度法在480nm處測(cè)得鼠李糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線(見(jiàn)圖1.1)的標(biāo)準(zhǔn)方程y=0.172x+0.0188――①,相關(guān)系數(shù)為0.9992,可見(jiàn)樣品中鼠李糖的濃度和吸光度之間的關(guān)系可以很好的用①式表示。

①式中:y――鼠李糖溶液的吸光度。

x――鼠李糖的濃度,單位mg/l。

(2)鼠李糖的含量測(cè)定

測(cè)得樣品的吸光度為1.501,將測(cè)得的吸光度值代入方程y=0.172x+0.0188中,得x=86.17,樣品中鼠李糖的濃度為86.17mg/l。根據(jù)鼠李糖脂的濃度(CRH)和鼠李糖的濃度(CR)的倍比關(guān)系CRH=3.5CR,計(jì)算出樣品種鼠李糖脂的含量為30.17%。

3.4鼠李糖脂產(chǎn)生條件的優(yōu)化

(1)碳源優(yōu)化

分別選用葡萄糖、原油、甘油、豆油為唯一碳源,NaNO3為氮源,發(fā)酵培養(yǎng),所產(chǎn)生鼠李糖粗產(chǎn)物的干重如下圖:

由圖可以看出,甘油為碳源時(shí)產(chǎn)生的鼠李糖脂的量最多,而以豆油為碳源時(shí)產(chǎn)生的鼠李糖的量?jī)H次于甘油為碳源時(shí)產(chǎn)生的鼠李糖脂量。

不同碳源產(chǎn)生樹(shù)立糖脂的量不同,碳源是構(gòu)成細(xì)胞物質(zhì)和供給微生物生長(zhǎng)發(fā)育所需要的能量,為細(xì)胞代謝產(chǎn)物中碳源開(kāi)來(lái)源提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),不同為生物對(duì)碳源的利用情況有差異,但大部分微生物以有機(jī)碳化合物為碳源和能源。碳源的分析結(jié)果顯示,甘油為碳源是鼠李糖脂的產(chǎn)量最為理想,甘油發(fā)酵中細(xì)胞生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成具有相同的代謝途徑,所以鼠李糖脂的產(chǎn)量高。但是由于甘油成本較高,從經(jīng)濟(jì)方面考慮,豆油是大規(guī)模生產(chǎn)鼠李糖脂的首選碳源。

(2)氮源的優(yōu)化

分別以尿素,NH4Cl,(NH4)2SO4,NaNO3為唯一氮源,豆油為碳源,在相同培養(yǎng)條件下發(fā)酵培養(yǎng),測(cè)得鼠李糖脂粗產(chǎn)物的干重如下圖:

由上圖可以看出,以NaNO3為氮源時(shí)所產(chǎn)生的鼠李糖脂最多。氮源是合成生物表面活性劑鼠李糖脂的關(guān)鍵,它提供了合成原生質(zhì)和細(xì)胞其它結(jié)構(gòu)的原料,對(duì)微生物的生長(zhǎng)發(fā)育和穩(wěn)定生長(zhǎng)及細(xì)胞產(chǎn)生生物表面活性劑其重要作用。NaNO3在鼠李糖脂的合成中具有促進(jìn)作用,NaNO3為合成鼠李糖脂最佳氮源。

3.5鼠李糖脂和降油菌聯(lián)合植物對(duì)污水的修復(fù)

(1)污水中油脂的含量

恒重法測(cè)得50ml混合均勻的水樣中油脂的含量為0.0227g,經(jīng)計(jì)算得出餐廳污水中油脂的含量為0.454g/l。

(2)鼠李糖脂在修復(fù)中的作用

分別測(cè)得鼠李糖脂及鼠李糖脂加降油菌對(duì)污水中油脂降解效果

由上圖可以看出,三組污水中油脂都降低了,并且降解時(shí)間越長(zhǎng)降解率隨之增高。空白組中油脂的含量都有所降低。加入900mg/l的鼠李糖脂后油脂的含量和COD值有明顯的降低,降解率約增加10%,污水在鼠李糖脂和降油菌共同作用下降解效果最好。

污水有一定的自凈能力,水中的有機(jī)污染物在微生物的作用下進(jìn)行氧化降解,逐漸被分解,最后變?yōu)闊o(wú)機(jī)物,是污水中有機(jī)污染物濃度降低。在污水中加入生物表面活性劑后,污水的降解率有明顯的增高,原因是鼠李糖脂可以增強(qiáng)污水中疏水化合物的生物可利用性和生物降解作用,主要通過(guò)增加疏水的不溶性基質(zhì)的表面積和增加疏水化合物的生物利用率來(lái)對(duì)污水進(jìn)行修復(fù)。其次,鼠李糖脂的乳化作用可以使油脂液滴在水相中分散,并且增加兩相之間的界面面積,能增強(qiáng)憎水性物質(zhì)的親水性和生物可利用性,降低其表面張力,降解率增加。鼠李糖脂還可以增加細(xì)胞壁的疏水性,使油脂進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)從而被酶代謝,油脂在水中溶解度極低,鼠李糖脂可以促進(jìn)疏水化合物的分散,增強(qiáng)疏水化合物的利用率。微生物是污水修復(fù)的主體,主要通過(guò)分泌胞外酶對(duì)有機(jī)污染物降解和吸收到細(xì)胞內(nèi)由胞內(nèi)酶對(duì)有機(jī)污染物降解,在污水中加入降油菌后,污水中微生物的種類和數(shù)量都有所增加,有機(jī)污染物會(huì)其被充分利用,降解率增高。

4、結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)主要研究了生物表面活性劑鼠李糖脂的發(fā)酵產(chǎn)生及提取方法,并對(duì)其產(chǎn)生條件進(jìn)行了優(yōu)化,最后將其加入餐廳污水中研究在餐廳污水降解中的作用。實(shí)驗(yàn)得出的主要結(jié)論有:

①可用發(fā)酵法發(fā)酵產(chǎn)生鼠李糖脂并用萃取法可將鼠李糖脂從發(fā)酵液中提出,減壓整蒸餾后可得到黃色膠狀物鼠李糖脂。

②碳、氮源的優(yōu)化結(jié)果表明,產(chǎn)生生物表面活性劑的首選培養(yǎng)基為(g/L):豆油50,NaNO3 8.0,KH2PO4 1.0,Na2HPO4?12H2O 1.0 ,F(xiàn)eSO4?7H2O 0.2,PH值為7.0。

③生物表活性劑主要通過(guò)增加疏水的不溶性基質(zhì)的表面積和增加疏水化合物的生物利用率來(lái)對(duì)含油進(jìn)行修復(fù)。其次,鼠李糖脂的乳化作用可以使油脂液滴在水相中分散,并且增加兩相之間的界面面積,能增強(qiáng)憎水性物質(zhì)的親水性和生物可利用性,降低其表面張力,降解率增加。鼠李糖脂還可以增加細(xì)胞壁的疏水性,使油脂進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)從而被酶代謝,油脂在水中溶解度極低,鼠李糖脂可以促進(jìn)疏水化合物的分散,增強(qiáng)疏水化合物的利用率。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]方云.生物表面活性劑[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,1992:21-22.

[3]沈德忠.污染環(huán)境的生物修復(fù)[M].北京:化工工業(yè)出版社,2002:381-385.

篇(11)

experimentalstudyonthetreatmentof

refractoryorganicsubstancesincoking-plantwastewater

abstract:hydrolysis(acidification),aerobictwostagesbrprocesswasusedtostudythedegradationrulesofthreerefractoryorganicsubstances,whicharequinoline,induleandpyrisine,andhighconcentrationphenolincoking-plantwastewater.theexperimentsshowedthattheremovalefficienciesofquinoline,indule,pyrisineandphenolreached92.8%,92.3%,89.6%and100%.

keywords:coking-plantwastewater;wastewatertreatment;hydrolysis;aerobic

引言

焦化廢水是一種含有大量有毒有害物質(zhì)的有機(jī)廢水。其有機(jī)組分除85%的酚類化合物以外,還包括脂肪族化合物、雜環(huán)化合物和多環(huán)芳香族化合物等[1]。一般來(lái)講,酚類物質(zhì)比較容易被生物降解,而雜環(huán)化合物、多環(huán)化合物等則難以被生物降解。正是由于這些難降解物質(zhì)的存在,使得焦化廢水經(jīng)普通活性污泥法處理后其出水水質(zhì)不能達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)對(duì)24家焦化廠污水處理系統(tǒng)出水水質(zhì)的統(tǒng)計(jì):codcr含量低于150mg/l者,僅占12.5%,低于200mg/l者僅占29.2%[2]。為此,現(xiàn)有的焦化廢水處理工藝必須進(jìn)行技術(shù)改造。我們選擇了焦化廢水中比較具有代表性的3種難降解物質(zhì)——喹啉、吲哚和吡啶,再加上焦化廢水中含量最高的酚(采用苯酚),構(gòu)成了試驗(yàn)?zāi)M廢水。通過(guò)試驗(yàn)研究,以了解難降解物質(zhì)在焦化廢水中的處理性能,為提高焦化廢水的處理效果及工藝改進(jìn)提供必要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1試驗(yàn)材料與方法

1.1工藝流程與試驗(yàn)裝置

經(jīng)分析與篩選,工藝流程選擇中溫水解(酸化)、好氧兩段sbr工藝。試驗(yàn)采用的兩個(gè)反應(yīng)器均為圓柱型。其中水解(酸化)段的反應(yīng)器有效容積為5l,好氧段反應(yīng)器的有效容積為3l。工藝流程見(jiàn)圖1。其中,水解(酸化)段用溫控儀控制水溫在35℃左右,好氧段用可自動(dòng)控溫的加熱棒控制水溫在20℃左右。

1.2試驗(yàn)用水水質(zhì)

試驗(yàn)采用模擬廢水,其中4種污染物的大致濃度為:苯酚500mg/l、喹啉100mg/l、吲哚40mg/l、吡啶40mg/l。并配以nah2po4和nh4cl作為磷源和氮源,碳、氮、磷的比例為:m(c):m(n):m(p)=100:5:1。

1.3試驗(yàn)測(cè)定項(xiàng)目及方法

每天對(duì)4種污染物的濃度、ph、do進(jìn)行測(cè)定,定期測(cè)定codcr。其中4種污染物的測(cè)定,水解段采用液相色譜法,好氧段采用紫外分光光度法;do的測(cè)定采用ysimodel58型溶解氧測(cè)定儀;codcr的測(cè)定采用30min回流法。

2試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1好氧段不同入流時(shí)間對(duì)處理效果的影響

在sbr工藝系統(tǒng)中人流時(shí)間是一個(gè)很重要的參數(shù),對(duì)于有毒性的污水,如果入流期過(guò)短,則會(huì)因?yàn)槿肓髌诘幕|(zhì)積累形成抑制,此時(shí),所積累的濃度越大,反應(yīng)速度反而減小,從而延長(zhǎng)了反應(yīng)周期;如果入流期過(guò)長(zhǎng),則反應(yīng)速度較低,也會(huì)延長(zhǎng)反應(yīng)周期。因此,有必要在sbr藝中控制入流時(shí)間,使反應(yīng)不受抑制的影響,同時(shí)又獲得較高的反應(yīng)速度。

為了確定好氧段的最佳入流時(shí)間,我們采用了3種入流時(shí)段:2h、4h、6h進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究(其中好氧段的進(jìn)水均經(jīng)過(guò)8h的中溫水解《酸化》,相應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間分別為6h、4h和2h,。

其中:mlss=5.3g/lsvi=75.4

從以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看到:在3種入流條件下,當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí),苯酚的去除率達(dá)到100%,喹啉、吲哚以及吡啶都有不同程度的降解,但以4h入流條件下,反應(yīng)結(jié)束時(shí)降解程度最大。4h入流、4h反應(yīng)時(shí)的處理效果均優(yōu)于其他狀態(tài)的處理效果。苯酚、喹啉、吲哚和吡啶的去除率分別達(dá)到100%、65.7%和69.8%。圖2、圖3、圖4分別為入流時(shí)間2h、4h、6h時(shí)3種難降解物質(zhì)的降解曲線對(duì)比圖。從圖中可以看到,在入流時(shí)間為4h時(shí)降解速率最快,出水中喹啉、吲哚和吡啶的濃度也最低,因此,我們選定4h為最佳入流時(shí)間,在后面討論不同的水解(酸化)時(shí)間對(duì)好氧段處理效果的影響時(shí),入流時(shí)間均采用4h。

2.2不同水解(酸化)時(shí)間對(duì)處理效果的影響

確定了最佳入流時(shí)間后,在此入流條件下,我們又分別對(duì)不同水解(酸化)時(shí)間對(duì)好氧段處理效果的影響做了實(shí)驗(yàn)研究,水解時(shí)間分別取6h、4h、2h,然后進(jìn)行8h(入流4h,反應(yīng)4h)的好氧處理,對(duì)其處理效果進(jìn)行對(duì)比,擬確定一個(gè)對(duì)模擬廢水比較適合的水解(酸化)時(shí)間。水解(酸化)6h、4h、2h后,經(jīng)8h好氧處理后的結(jié)果見(jiàn)表4、表5及表6,水解(酸化)時(shí)間為8h時(shí)的處理效果。分別為4種水解(酸化)時(shí)間時(shí),喹啉、吲哚、吡啶在好氧段降解曲線的對(duì)比。由圖可以看出:對(duì)于喹啉,水解(酸化)時(shí)間越長(zhǎng),去除效果越好,但是經(jīng)好氧段后去除效果提高不大;對(duì)于吲哚,除了水解(酸化)時(shí)間為2h時(shí)去除效果較差以

外,其它3種水解時(shí)間下,處理效果接近;而對(duì)于吡啶,水解(酸化)時(shí)間為2h和4h時(shí)去除效果稍差,水解(酸化)時(shí)間為6h和8h時(shí)的去除效果幾乎相同。綜上所述,我們認(rèn)為6h的水解(酸化)時(shí)間比較適宜。

3結(jié)論

①采用水解(酸化)、好氧兩段sbr工藝能有效去除焦化廢水中典型的3種難降解物,其中喹啉、吲哚的去除率在90%以上,吡啶的去除率接近90%,苯酚的去除率為100%。

②水解(酸化)段的時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)后續(xù)的好氧處理也有一定的影響,水解2h、4h時(shí)的處理效果明顯低于水解8h的處理效果,而水解6h的處理效果與水解8h的處理效果相差不大,因此我們認(rèn)為水解時(shí)間為6h比較適宜。

③由于焦化廢水是一種有毒抑制性廢水,因此,入流時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)其處理效果影響比較大,水解(酸化)6h,好氧段入流期為4h時(shí)處理效果最佳。

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