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在石油加工过程中,如催化裂化、加氢裂化、原油蒸馏等生产过程中C-S和C-N键先行断裂,并产生相应的无机硫化物、氨及烃类物质。这些产物经过冷凝脱水或水洗处理,即产生含硫含氨废水,俗称含硫废水或酸性水。酸性水属于挥发性弱电解质废水,其中包括氨、硫化氢、石油烃、挥发酚及氰化物等毒性污染物,不经处理排出会对周围环境造成严重威胁。近年来,科研单位、高校等对酸性水的高效处理做了大量研究,旨在开发一种高效、低成本、无二次污染的处理工艺。本论文开发了一种针对炼化行业低浓度酸性水的高效微生物复合菌剂及其应用技术,主要内容如下:
一、功能微生物菌株的分离及鉴定
1、低浓酸性水驯化富集过程中,停留时间为2.85天时体系内污染物降解效果达到最佳,硫化物降解能力达156.86mg/L.d,挥发酚降解能力达83.19mg/L.d,此时微生物数量最多,活性较强,故选择停留时间为2.85天时的驯化污泥为菌株分离的基质;
2、对已分离得到的10株菌株进行复筛,硫化物降解性能最优的菌株分别为W1和W9,降解能力分别达217.41mg/L和181.07mg/L,挥发酚降解性能最优菌株分别为W4和W7,降解能力分别达90.51mg/L和104.60mg/L;
3、对四株菌株进行16srDNA法鉴定,结果表明:W1为微嗜酸寡养单胞菌(Stenotrophomoonas acidaminiphila),W2为花域芽孢杆菌(Bacillus vallismortis),W3为高地芽孢杆菌(Bacillus alitudinis)),W4为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens);
4、完成四种高效菌株的发酵培养基优化;
二、高效酸性水复合菌剂的构建及其降解性能研究
1、完成了四因素三水平的正交设计实验,共设计9组正交实验,同时设空白组,对10组实验体系分别进行24h硫化物和挥发酚降解率的测定,实验结果表明微嗜酸寡养单胞菌、花域芽孢杆菌、高地芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌四株菌株的最佳复配比例为1∶1∶1∶1;
2、实验结果证明,高效菌剂增强了生化系统对低浓度酸性水的耐受程度,对低浓酸性水的生化处理起到积极作用。此外,空白组虽投加硝化菌剂,但就检测结果来看对体系氨氮的处理效果不明显,废水中其它污染物对硝化菌剂的作用产生抑制,需在高效酸性水复合菌剂的配合作用下才能更好的发挥作用;
3、高效复合菌剂的最佳投加量为0.1‰-1‰;
三、高效酸性水复合菌剂的应用研究
1、当空白组原水停留时间为6.66天时各出水指标已超标,而实验组出水氨氮一直处于达标范围,硫化物和挥发酚在停留时间为4天时才超出1mg/L,实验组各梯度出水指标明显低于空白组。证明高效酸性水复合菌剂的投加增强了体系对废水的处理效果。
2、两组体系的污染物最佳降解性能出现时间较之前实验有所提前,空白组在停留时间为4天时达到最佳降解性能,而实验组在停留时间为2.85天时达到最佳降解性能,但是,实验组每个进水梯度的污染物最佳降解性能均高于空白组,空白组硫化物和挥发酚最佳降解能力分别为113.52mg/L.d和69.81mg/L.d,实验组硫化物和挥发酚最佳降解能力分别为245.71mg/L.d和121.07mg/L.d。高效酸性水复合菌剂的投加提高了体系对酸性水的抗冲击性,增强了硫化物和挥发酚等污染物的降解性能。生化处理一吨低浓酸性水的成本为3.56元/吨,汽提工艺处理成本为28元/吨,生化处理工艺较汽提工艺节省成本约85.57%。
一、功能微生物菌株的分离及鉴定
1、低浓酸性水驯化富集过程中,停留时间为2.85天时体系内污染物降解效果达到最佳,硫化物降解能力达156.86mg/L.d,挥发酚降解能力达83.19mg/L.d,此时微生物数量最多,活性较强,故选择停留时间为2.85天时的驯化污泥为菌株分离的基质;
2、对已分离得到的10株菌株进行复筛,硫化物降解性能最优的菌株分别为W1和W9,降解能力分别达217.41mg/L和181.07mg/L,挥发酚降解性能最优菌株分别为W4和W7,降解能力分别达90.51mg/L和104.60mg/L;
3、对四株菌株进行16srDNA法鉴定,结果表明:W1为微嗜酸寡养单胞菌(Stenotrophomoonas acidaminiphila),W2为花域芽孢杆菌(Bacillus vallismortis),W3为高地芽孢杆菌(Bacillus alitudinis)),W4为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens);
4、完成四种高效菌株的发酵培养基优化;
二、高效酸性水复合菌剂的构建及其降解性能研究
1、完成了四因素三水平的正交设计实验,共设计9组正交实验,同时设空白组,对10组实验体系分别进行24h硫化物和挥发酚降解率的测定,实验结果表明微嗜酸寡养单胞菌、花域芽孢杆菌、高地芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌四株菌株的最佳复配比例为1∶1∶1∶1;
2、实验结果证明,高效菌剂增强了生化系统对低浓度酸性水的耐受程度,对低浓酸性水的生化处理起到积极作用。此外,空白组虽投加硝化菌剂,但就检测结果来看对体系氨氮的处理效果不明显,废水中其它污染物对硝化菌剂的作用产生抑制,需在高效酸性水复合菌剂的配合作用下才能更好的发挥作用;
3、高效复合菌剂的最佳投加量为0.1‰-1‰;
三、高效酸性水复合菌剂的应用研究
1、当空白组原水停留时间为6.66天时各出水指标已超标,而实验组出水氨氮一直处于达标范围,硫化物和挥发酚在停留时间为4天时才超出1mg/L,实验组各梯度出水指标明显低于空白组。证明高效酸性水复合菌剂的投加增强了体系对废水的处理效果。
2、两组体系的污染物最佳降解性能出现时间较之前实验有所提前,空白组在停留时间为4天时达到最佳降解性能,而实验组在停留时间为2.85天时达到最佳降解性能,但是,实验组每个进水梯度的污染物最佳降解性能均高于空白组,空白组硫化物和挥发酚最佳降解能力分别为113.52mg/L.d和69.81mg/L.d,实验组硫化物和挥发酚最佳降解能力分别为245.71mg/L.d和121.07mg/L.d。高效酸性水复合菌剂的投加提高了体系对酸性水的抗冲击性,增强了硫化物和挥发酚等污染物的降解性能。生化处理一吨低浓酸性水的成本为3.56元/吨,汽提工艺处理成本为28元/吨,生化处理工艺较汽提工艺节省成本约85.57%。