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環氧樹脂生產廢水的生化處理技術 遼寧污水處理公司

文章出處:未知發表時間:2022-01-19 13:25:35

圖片6 

 

  環氧樹脂生產廢水中含有大量NaCl,對生化處置干擾極大,處置難度和處置本錢很高,屬于典型的高鹽度難降解工業廢水。目前對此類高含鹽廢水的處置辦法主要有物化法、生物法和物化-生化結合法等。自然界中的耐鹽菌生活在鹽湖、鹽堿湖和海水中,耐受鹽度最高可達20%,這些耐鹽菌的存在為高鹽廢水的生物處置提供了可能。近年來耐鹽菌已應用于榨菜腌制廢水、高含鹽皂化廢水等高鹽工業廢水處理,其中耐鹽菌的挑選成為生化處置的關鍵步驟。本研討從廢水生化處置系統的活性污泥中別離挑選獲取耐鹽菌,實施分子生物學審定及生長特征調查,研討耐鹽菌在環氧樹脂廢水的降解特性,以期為此類含鹽樹脂廢水的處置提供技術支持。

 

  1、資料與辦法

 

  1.1 實驗資料

 

  實驗用水取自上海某化工廠環氧樹脂生產混合廢水,經Fenton氧化預處置后稀釋,并補充適量營養物質,其水質如表1所示。

 

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  菌種來源:上海某化工廠及某城鎮污水處置廠生化處置系統中的活性污泥。

 

  無機鹽培育基:MgSO4?7H2O0.2g/LKH2PO40.5g/LNH4Cl0.5g/LK2HPO41.5g/LNaCl(5~200g/L,按需調理)1mL微量元素溶液。微量元素:CoCl22g/LNiCl?26H2O0.05g/LZnCl20.05g/LCuCl20.03g/LFeCl?36H2O2g/LMnCl20.5g/LEDTA1g/LpH7.0

 

  斜面培育基:蛋白胨10g,牛肉膏5gNaCl5gKH2PO42gNH4Cl1g,蒸餾水1000mL,瓊脂20gpH7.0

 

  1.2 實驗辦法

 

  1.2.1 耐鹽菌株挑選

 

  采用逐漸提升NaCl濃度對耐鹽菌群實施挑選培育。從上述2種污泥中各取2.5g,參加滅菌的裝有100mL無菌水的250mL三角瓶內,并參加質量為無菌水0.01%的焦磷酸鈉,搖床震蕩將菌膠團打碎。用無菌移液管汲取上述泥水混合物,在150r/min37℃恒溫搖床培育72h后,以10%(體積分數)的接種量轉入NaCl質量分數為5%的無機鹽培育基中馴化培育(每代3組平行實驗,傳至10),直至無機鹽培育基中的NaCl質量分數到達15%,馴化完畢。將馴化得到的菌株接種至含有環氧樹脂生產廢水(COD1000mg/L)的無機鹽培育基中,37℃下搖床培育72h,得到目的菌種挑選完畢。

 

  挑取上述別離出的單菌落,用涂布法瓊脂平板別離后,將瓊脂平板倒置37℃恒溫培育箱內培育72h。待瓊脂平板上的菌種長成菌落后,接種保管于斜面培育基上富集,于4℃冰箱保管備用。

 

  采用經典分類法與16SrDNA序列剖析相分離的辦法肯定菌株分類種屬。對挑選后的活化菌株測序,在Genebank數據庫中實施BLAST比對,以取得最相近的典型菌株16SrDNA基因序列,與數據庫中類似性高的典型菌株序列用ClustalX1.8軟件實施對位排列,用MEGA6.1軟件構建系統發育樹。

 

  1.2.2 菌株生長曲線

 

  2菌株生長曲線用NaCl調理無機鹽培育基鹽度梯度(質量分數)2%4%6%10%,用NaOH溶液精確調理pH7.0。富集后的菌株在液體無機鹽培育基中過夜培育,然后分別取10mL菌懸液接種到100mL含不同濃度NaCl的無機鹽培育基中,于37℃搖床恒溫好氧培育,每2h取樣1次測定菌液OD600

 

  以上培育基及藥劑分別在121℃高壓滅菌30min后備用。

 

  1.2.3 耐鹽組合菌投加比確實定

 

  用上述耐鹽菌挑選得到耐鹽菌X1X2X3,堅持各自菌懸液的OD6001.2左右,規則每1mL菌懸液為1份。按正交實驗表將菌懸液組合成所需比例,取5mL復合菌懸液投加至50mL廢水中,置于生物搖床中37℃培育24h,測定水中COD,調查各種組合比例的廢水處置效果,以肯定最佳比例。

 

  1.2.4 投加耐鹽組合菌的生物處置

 

  環氧樹脂生產混合廢水經Fenton氧化預處置后,調整至適合鹽度并補充適量的營養物質,取處置后的廢水50mL參加250mL三角瓶中,按實驗設計條件分別參加耐鹽組合菌懸液,調查其對廢水COD的去除狀況。

 

  1.3 剖析辦法

 

  OD600UV-4802H紫外分光光度計測定也尤尼柯(上海)儀器有限公司頁,CODCrHZ-HJ-SZ-0108測定,氨氮按HJ5352009測定,pH測定采用pHS3CpH(上海雷磁儀器廠)

 

  2、結果與討論

 

  2.1 耐鹽菌株的挑選

 

  2種混合活性污泥經馴化挑選、富集培育和別離純化后,共挑選出3株耐鹽菌,分別命名為X1X2X3。用GenBankBlast軟件實施序列同源性比擬,3株菌株均表現出高度的同源性,16SrDNA序列剖析為根底構建的系統發育樹如圖1所示,分別肯定菌株X1為產堿菌(Alcaligenes)X2為假單胞菌(Pseudomonas)X3為芽孢桿菌(Bacillus),具有耐鹽性。

 

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  2.2 耐鹽菌株生長曲線

 

  以菌液OD600為縱坐標,培育時間為橫坐標,分別繪制3株耐鹽菌株的生長曲線,如圖2所示。

 

圖片10 

  由圖2可知,X1X2能在質量分數為2%~10%NaCl環境中生長,X3可在2%~6%NaCl環境中生長,但鹽度對菌株生長速率有很大影響。隨著鹽度的增加,菌株生長曲線的順應期變長,對數增長期的生長速率變慢。順應期變長的緣由在于,接種到不同的鹽度環境后,微生物需經過一定時間的調整和順應,本身合成多種酶進一步完善體內的酶系統后,才會生長繁衍。而在高鹽環境下酶合成速度降落,產生新的酶系統需求消耗一定時間。在對數生長期微生物固然處于營養過剩狀態,但對數增長期增長速率變慢。高鹽環境下微生物在抵御外在不良環境的同時,需求消耗大量能量調整本身的代謝途徑,或分泌胞外多聚物抵御外界不良環境因子的作用,同時需求能量合成本身生長所需物質。這樣造成用于生長繁衍的能量相對減少,本身生長速率變小,世代時間變長。減速生長期歷時變長可能是由于微生物應用底物的速率降落,微生物存活率低,造成營養物質剩余。

 

  2.3 耐鹽組合菌的生物處置

 

  2.3.1 耐鹽組合菌投加比確實定

 

  研討標明,應用優勢菌株(如耐鹽菌)降解有機污染物已成為有機廢水處置的有效辦法,其中微生物菌群處置有機物的效率要高于單一菌株。因而,對已別離出的3株耐鹽菌用正交實驗肯定X1X2X3組合比例,以取得高效處置環氧樹脂生產廢水的復合耐鹽菌群。正交實驗結果如表2所示。

 

圖片11 

  由表2可見,最優程度組合為A2B2C3,故3種耐鹽菌X1X2X3最佳投配比為223(體積比)

 

  2.3.2 耐鹽組合菌對Fenton預處置廢水的降解效果

 

  實驗固定4個要素,調整另一要素,調查廢水COD的去除效果,如表3、圖3所示。

 

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  (1)鹽度。由圖3(a)可見,NaCl質量分數為5%~8%時,組合耐鹽菌對廢水中有機物的降解效果在80%以上。當NaCl15%時,COD去除率急劇降落,這是由于隨著鹽度增加,菌株生長速率變慢,酶的合成遭到限制,有機物降解速率減慢。故組合微生物最適NaCl5%~8%

 

  (2)反響時間。由圖3(b)可見,生物搖床37℃恒溫反響6h,廢水COD去除率達54%,反響12h后去除率在70%左右,24h后去除率上升了3%,隨著接觸時間的延長,12~48hCOD去除率沒有明顯變化,仍堅持在80%以下。

 

  (3)溫度。圖3(c)中廢水COD去除率隨著溫度的升高逐步升高,在37℃時到達最大值91%左右,當溫度到達40℃時,COD去除率反而降低,主要是由于高溫會抑止微生物的活性,從而降低廢水COD去除率,故組合耐鹽菌降解有機物的最適溫度為37℃

 

  (4)pH。圖3(d)顯現,pH7時廢水COD去除效果理想,COD去除率到達85%左右,pH56時,COD去除率分別在73%65%左右,pH9時,COD去除率只要30%左右。因而,耐鹽組合菌在pH7COD去除效果最理想,pH過低或過高均會影響微生物的活性,減少有機物的降解率。

 

  (5)投菌量。由圖3(e)可見,廢水COD去除率隨投菌量的增加而不時增加,投菌量為5%COD去除率比3%時的去除率明顯提升,菌體投加量為5%10%時,COD去除率分別為80%94%。投菌量為12%COD去除率為98%,但相關于10%的降解率增幅有限,故選擇最佳投菌量為10%

 

  綜上所述,在合適耐鹽菌生長環境下,用其處置Fenton預處置后的廢水,COD去除率維持在70%~80%。經過單要素實驗肯定最佳實驗條件:廢水pH7,反響時間為24h,反響溫度37℃,廢水中NaCl質量分數為5%~8%,耐鹽組合菌最佳投加量為廢水體積的10%

 

  3、結論

 

  (1)對環氧樹脂生產工業廢水處系統及城鎮污水處置生化池中的活性污泥實施馴化,挑選出3株能高效降解廢水COD又可在高鹽度環境中生長良好的耐鹽菌,命名為X1X2X3。采用16SrDNA序列剖析辦法實施審定,別離挑選得到3株耐鹽菌株分別為X1屬產堿菌(Alcaligenes)X2屬假單胞菌(Pseudomonas)X3屬芽孢桿菌(Bacillus)

 

  (2)經過正交實驗肯定3株菌株組合最佳投配比為223(體積比),用該組合菌處置Fenton預處置后鹽度為5%~8%的廢水,耐鹽組合菌最佳投加量為廢水體積的10%,在pH737℃下搖床反響時間24h,能堅持較高的COD去除率。

 


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