焦化废水难降解有机物高效菌的筛选及降解特性研究

摘要

焦化废水成分复杂，含有酚类、氰化物、较高浓度的氨氮，以及多种难降解有机物，如芳香族、杂环以及多环化合物等。吡啶、喹啉、萘和苯酚是焦化废水中典型的难降解有机物，由于其毒性大，具有致畸、致癌和难生物降解等特点，致使传统生物处理方法对其降解效果不佳，出水COD浓度偏高，难以达到国家排放标准，对生态环境和人体健康仍存在潜在危害。因此针对焦化废水中难降解有机物，必须寻求一种高效经济的治理方法。向生物处理系统投加从自然环境中筛选的高效菌，可以强化生物处理效果，提高目标难降解有机物的去除能力，近年来受到国内外环境工作者的重视，成为研究热点。
　　 针对焦化废水中典型难降解有机物（吡啶、喹啉、苯酚、萘），本课题以吡啶、喹啉、苯酚、萘为唯一碳源，从武钢焦化废水活性污泥中分离筛选出4株优势菌，标示为Y-P、Y-Q、Y-PH和Y-N。研究优势菌株降解特性，考察了初始浓度、接种量、pH值、温度和不同金属离子等因素对优势菌降解率的影响；研究了各优势菌株的不同组合对吡啶、喹啉、苯酚、萘降解率的影响，并将最优组合应用于实验室条件下的焦化废水处理。
　　 实验结果表明，筛选的优势菌对目标污染物耐受力强，如Y-PH可高达1800mg/L；经过形态观察和生理生化特征实验等初步鉴定优势菌Y-P为微球菌属、Y-Q为芽孢杆菌属、Y-PH为节杆菌属和Y-N为假单胞菌属；4株优势菌的最适温度均为30℃；除Y-Q的适宜pH值8.5外，其他三株优势菌的最适pH值皆为7.5；适量的Fe2+能明显提高Y-P和Y-N的降解效果，Zn2+对Y-Q和Y-PH的降解效果有促进作用；Y-P、Y-Q、Y-PH、Y-N的最适接种量分别为5％、8％、6％和5％：Y-P、Y-Q、Y-PH、Y-N以2:1:4:4比例组合是最佳优势菌群的组合方式；将优势菌最优组合投加至实验室条件下A/O装置中处理焦化废水，COD和NH3-N含量均可达到国家一级排放标准。
　　 本研究为难降解有机物高效菌的筛选及焦化废水的生物强化处理提供了技术依据，并为进一步研究和应用提供参考。