耐酚菌的好氧反硝化脱氮除酚效能研究

论文摘要

随着化工行业的迅猛发展,含酚废水的排放总量每年以成万吨地速度急剧增加,酚污染成为严重影响水环境安全的重大污染物之一。苯酚是一种常见的芳香族化合物,广泛应用于医药和农药等化工行业当中。目前,含酚废水的处理主要采用生物法,而结构复杂的含酚有机物由于其分子结构特征不易被生物降解,必然随处理水及剩余污泥的排放进入到环境中,对生态环境及人类健康构成潜在威胁。此外,水体中含氮物质的处理方法同样主要采用生物法,好氧反硝化作为新兴的一种脱氮手段具有传统脱氮方法所不具有的优点。因此,研发一种经济有效的利用有机含酚物质进行好氧反硝化处理废水的方法,将有毒的含酚物质转化为无毒无污染的化合物,实现废水的安全排放,对于缓解我国水资源短缺的现状、保护水环境及生态安全意义重大。本课题以生物法为技术依托,以苯酚、邻甲酚、对氯酚为目标污染物,检测出7株对酚类具有较好去除效果的菌株。结合菌浊、菌数、菌体活性、酚类去除率及硝酸盐去除率,初步分离筛选3株耐酚的好氧反硝化菌。在此基础上,对这3株菌进行菌种鉴定并选择目标菌株进一步研究在不同苯酚初始浓度、pH值、温度、投菌量和摇床转速条件下高效降解菌对苯酚的降解情况及硝酸盐去除情况,确定了目标菌株的最适反应条件。本实验确定目标菌株菌编号为14号,鉴定结果为Acinetobacter sp.试验将其命名为Acinetobacter sp.A2。其最佳反应条件为:苯酚初始浓度500 mg/L左右、pH值6~7、温度30℃、投菌量10%和摇床转速140 rpm。随后,试验建立了目标菌株的降解反应动力学方程及好氧反硝化方程。最后,试验研究了Acinetobacter sp.A2在多酚环境条件下苯酚对邻甲酚及对氯酚去除的影响,添加苯酚后对菌株的反硝化性能影响。通过课题研究,本文研究成果为含酚废水处理工艺设备的开发及生物脱氮的深入研究提供了理论及实践依据。

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摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 课题研究背景、目的和意义

1.1.1 课题项目来源

1.1.2 课题背景

1.1.3 研究目的和意义

1.2 好氧反硝化细菌及好氧反硝化研究进展

1.2.1 好氧反硝化菌的分类

1.2.2 好氧反硝化基因特征和相关酶系

1.3 好氧反硝化技术发展与研究现状

1.3.1 好氧反硝化处理技术处理焦化废水研究现状

1.3.2 好氧反硝化处理技术的影响因素

1.3.3 好氧反硝化处理技术处理实际废水研究

1.4 研究的技术路线与主要内容

1.4.1 本课题的技术路线

1.4.2 主要研究内容

第2章实验材料及方法

2.1 实验材料与仪器

2.1.1 试验用化学试剂

2.1.2 实验设备与仪器

2.1.3 培养基

2.2 实验方法

2.2.1 好氧反硝化菌分离与鉴定

2.2.2 批次实验方法

2.2.3 水质分析方法

第3章目标菌株筛选鉴定及关键影响因子研究

3.1 好氧反硝化菌的驯化、筛选、鉴定

3.1.1 菌株来源

3.1.2 耐酚菌群的驯化

3.1.3 菌株的分离纯化

3.1.4 耐酚好氧反硝化菌株的复筛

3.1.5 16S rDNA鉴定

3.1.6 试验目标菌株的确定

3.1.7 生理生化实验

3.2 关键环境因子对好氧反硝化菌A2降解苯酚及反硝化的影响

3.2.1 温度

3.2.2 pH

3.2.3 外加碳源影响

3.2.4 不同摇床转速

3.2.5 金属离子影响

3.2.6 接种量的影响

3.2.7 初始苯酚浓度的影响

3.3 菌株A2在不同氮源条件下的反硝化特性

3.4 本章小结

第4章好氧反硝化菌A2的动力学模型的构建

4.1 好氧反硝化菌A2的生长动力学

4.1.1 低浓度菌株生长动力学

4.1.2 高浓度菌株生长动力学

4.1.3 苯酚降解动力学

4.2 好氧反硝化菌A2在主要限制性条件下的反硝化动力学

4.2.1 最适苯酚浓度条件下的反硝化动力学

4.2.2 温度与反硝化动力学的关系

4.2.3 pH与反硝化动力学的关系

4.2.4 溶解氧（DO）浓度与反硝化动力学的关系

4.3 本章小结

第5章多酚环境下的降酚及好氧反硝化特性

5.1 多酚环境下的降酚特性

5.1.1 菌株A2以混合酚为碳源时的降酚特性

5.1.2 菌株A2以混合酚为碳源时在限制条件下的降酚特性

5.2 多酚环境下的好氧反硝化特性

5.2.1 菌株A2以混合酚为碳源时的反硝化特性

5.2.2 菌株A2以混合酚为碳源时的反硝化特性

5.3 本章小结

结论

附录

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 崔鑫鑫

导师: 杨世东

关键词: 好氧反硝化,耐酚菌,苯酚,硝酸盐,动力学,含酚废水

来源: 东北电力大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 东北电力大学

分类号: X703;X172

总页数: 77

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耐酚菌的好氧反硝化脱氮除酚效能研究

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