微生物絮凝剂及细胞融合技术处理焦化废水中酚氰的研究

摘要

焦化废水是典型的难降解废水，成分复杂，水质多变，含有氰化物、挥发酚等有毒有害物质，处理成本高且难以达标排放。本研究力图在构建高效复合菌群的基础上利用细胞融合技术对复合菌群进行改造，降解处理焦化废水中的苯酚和氰化物。 从南钢焦化厂和新钢焦化厂曝气池中筛选到8株具有酚氰降解效果的菌株，两两复合得到28种复合菌群，综合考虑絮凝率和降解率，选取最优复合菌群命名为FH-1。复合菌群FH-1及其所产MBF处理焦化废水，氰化物和苯酚含量分别降至0.576mg/L和10.25 mg/L。 在优化复合菌群FH-1的基础上采用PEG细胞融合技术对FH-1进行改造，通过原生质体灭活筛选到一株稳定的融合子RH-1。 RH-1废水应用实验表明：RH-1所产MBF处理焦化废水，氰化物和苯酚的降解率分别为69.75％和73.46％。去除氰化物和苯酚的动力学方程分别为： C1(氰化物)=C0(氰化物)(1-23.864+0.7537t1)(mg/L) Ct(苯酚)=Co(苯酚)(1-18.649+0.8294t)(mg/L) RH-1处理MBF絮凝后的焦化废水，氰化物和苯酚去除率分别为91.03％和98.48％。降解动力学方程分别为：Ct(氰化物)=Co(氰化物)e-0.0317f(mg/L)C(苯酚)=Co(苯酚)e-0.0544t(mg/L) 采用RH-1及其所产MBF联合使用处理焦化废水，氰化物含量从11.610mg/L降至0.315mg/L，苯酚含量从331.18mg/L降至1.34mg/L，氰化物含量达到钢铁工业水污染物一级排放标准(GB13456-92)，苯酚含量达到三级标准。 以Al2(SO4)3为改性剂，对天然钠基膨润土进行改性处理，并将其用于处理经融合子菌株及其所产MBF处理后的焦化废水。在pH为9.0，改性膨润土投加量为2.0g/L，搅拌时间为20min的条件下，苯酚去除率为66.2％，苯酚含量降为0.45mg/L，达到钢铁工业水污染物排放标准(GB13456-92)的一级排放标准。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 文献综述

1.1引言

1.2焦化废水的特点和处理技术概述

1.2.1焦化废水的来源及性质

1.2.2焦化废水处理技术

1.3复合菌群

1.3.1复合菌群的定义和内容

1.3.2复合菌群在环境保护中的应用

1.4微生物絮凝剂

1.4.1微生物絮凝剂的研究进展

1.4.2微生物絮凝剂的特点及絮凝机理

1.4.3微生物絮凝剂在环境保护中的应用

1.5细胞融合

1.5.1细胞融合的发展

1.5.2细胞融合育种的特点

1.5.3原生质体融合的主要步骤和方法

1.5.4细胞融合在环境保护中的应用

1.6改性膨润土

1.6.1膨润土的性质

1.6.2膨润土的改性

1.6.3改性膨润土在废水处理中的应用

1.7本课题的研究内容和目的

1.8本课题技术路线

第2章 高效菌株的筛选和复合菌群的构建

2.1引言

2.2试验仪器设备与材料

2.2.1主要试验仪器设备

2.2.2实验材料

2.3实验原理

2.4分析项目和方法

2.5实验内容和方法

2.5.1菌株的富集

2.5.2菌株的分离纯化

2.5.3纯菌株的浅层发酵培养

2.5.4菌株的驯化

2.5.5絮凝率的测定

2.5.6构建复合菌群

2.5.7复合菌群降解焦化废水实验

2.6结果与讨论

2.6.1单菌株筛选结果

2.6.2单菌株生长情况

2.6.3降解菌株的筛选结果

2.6.4构建复合菌群

2.6.5复合菌群的筛选结果

2.6.6复合菌群FH-1处理焦化废水实验

2.7小结

第3章 细胞融合技术构建融合子菌株

3.1引言

3.2实验设备仪器与材料

3.2.1主要实验设备仪器

3.2.2主要实验材料

3.3实验步骤及原理

3.3.1原生质体制备和再生

3.3.2原生质体灭活

3.3.3原生质体纯化

3.3.4原生质体融合

3.3.5融合子筛选

3.4分析项目和方法

3.5实验步骤和方法

3.5.1培养基和试剂的配制

3.5.2生长曲线的测定

3.5.3原生质体形成和再生

3.5.4原生质体灭活

3.5.5原生质体融合

3.5.6融合子筛选

3.6结果与分析

3.6.1菌种的初步鉴定结果

3.6.2 XGCS-1和NGTD-3生长曲线测定结果

3.6.3 NGTD-3原生质体形成和再生影响因素分析

3.6.4 NGTD-3原生质体形成和再生正交实验

3.6.5 XGCS-1原生质体形成和再生影响因素分析

3.6.6 XGCS-1原生质体形成和再生正交实验

3.6.7原生质体灭活及影响因素分析

3.6.8原生质体融合条件优化

3.6.9融合子的筛选

3.7小结

第4章 融合子菌株RH-1处理焦化废水研究

4.1引言

4.2实验设备仪器及材料

4.2.1主要实验设备仪器

4.2.2主要实验材料

4.3分析项目和方法

4.4实验方法和内容

4.4.1 RH-1生长曲线测定

4.4.2融合子菌株RH-1所产MBF处理焦化废水

4.4.3融合子菌株RH-1处理焦化废水

4.4.4融合子菌株RH-1及其所产MBF联合使用处理焦化废水

4.5结果与分析

4.5.1融合子菌株RH-1生长情况

4.5.2 RH-1所产MBF处理焦化废水条件优化

4.5.3 RH-1处理焦化废水条件优化

4.5.4 RH-1及其所产MBF处理焦化废水动力学研究

4.5.5融合子菌株RH-1及其所产MBF联合使用处理焦化废水

4.6小结

第5章 改性膨润土吸附处理焦化废水的研究

5.1引言

5.2实验设备仪器及材料

5.2.1主要实验设备仪器

5.2.2主要实验材料

5.3分析项目和方法

5.4实验方法和内容

5.4.1改性膨润土制备

5.4.2改性膨润土处理焦化废水

5.5结果与分析

5.6小结

第6章 结论与建议

6.1结论

6.2建议

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果