高效复合微生物菌剂开发及其在黑臭水体治理中的应用研究

发布时间：2020-06-05 00:25

【摘要】：随着我国社会经济的快速发展以及城镇化进程的加快,工业污水和居民生活污水排放量不断增加,污水收集处理系统的不完善以及废水的乱排乱放,导致河流湖泊等众多水体被污染,甚至发生不同程度的黑臭现象,严重影响我国经济可持续发展和人民身心健康。因此探究黑臭水体的治理方法不但具有重要的意义,也是当代环保的迫切需求。本文以改善黑臭水体现象为目标,进行一系列实验探究。主要研究成果如下:(1)探究亚硝化单胞菌XH6、枯草芽孢杆菌KC2.0、假丝酵母菌JM13和混合菌液对人工黑臭水和天然黑臭水中C O D _(C r)和氨氮的去除效果,得出以下结论:对C O D _(C r)的去除率大小顺序为:混合菌液假丝酵母菌JM13枯草芽孢杆菌KC2.0亚硝化单胞菌XH6;对氨氮的去除率大小顺序为:混合菌液亚硝化单胞菌XH6枯草芽孢杆菌KC2.0假丝酵母菌JM13。实验说明混合菌液更有利于黑臭水中的C O D _(C r)和氨氮的去除。(2)采用三种不同的筛选培养基,从活性污泥和黑臭底泥富集液中共分离得到44株菌株。通过黑臭水净化实验两次筛选,得到5株对人工黑臭水具有良好改善效果的菌株,分别是FX-4、FX-5、LB-3、LB-14、ZX-7。这5种菌株对人工黑臭水中CODCr的去除率达到68%~75%,对氨氮的去除率达到34%~49%。观察菌株的形态并通过16S rDNA基因序列测定,确定5菌株分别是普氏拟诺卡氏菌(Nocardiopsis prasina)、链霉菌(Streptomyces)、嗜根考克氏菌(Kocuria rhizophila)、约翰氏不动杆菌(Acinetobacter johnsonii)、杂色曲霉菌(Aspergillus versicolor)。通过翻阅文献发现杂色曲霉菌是致病真菌,若用于黑臭水体治理容易引起生态污染,因此不考虑将其作为微生物复合菌剂的备选菌株。(3)用菌株XH6、KC2.0、JM13、FX-4、FX-5、LB-3、LB-14构建复合微生物菌剂,按照发酵培养基将菌株分为三类,其发酵液分为菌液A、菌液B和菌液C,并绘制菌液的发酵生长曲线。三种菌液分别发酵28h、54h和9d时,微生物量达到最大,此时为最佳接种时间。通过正交实验表明菌液配方A3B2C1对CODcr的降解率最高,菌液配方A2B2C3对氨氮去除率最高。对两种菌液配方进行验证实验,配方A2B2C3对污染物的综合降解率最高,即三种菌液的投加量分别为1%、1%、2%时,对人工黑臭水的改善效果最好。(4)确定复合微生物菌剂净化黑臭水最佳的实验条件为:转速200 r/m i n、pH为6-9、菌液投加量为0.5%~1%、温度25~30℃。在此实验条件下,净化人工黑臭水,经过72h,C O D _(C r)降解率达到87.31%,氨氮降解率达到最大为64.61%;净化天然黑臭水,经过96h,C O D _(C r)降解率达到71.22%,氨氮降解率达到46.63%。(5)运用“曝气+复合菌剂”生物处理工艺治理卢雷河某支流黑臭河水。对照组黑臭水体只曝气,不投加菌剂。系统运行后,溶解氧从0.2mg/l恢复到5 m g/l。经过14d系统运行,实验组C O D _(C r)降低到40m g/l左右,去除率达到70-75%;对照组C O D _(C r)稳定在85m g/l左右,去除率为40%左右。对照组氨氮最终稳定在15 m g/l,去除率只有30%;实验组氨氮降低至4m g/l左右,去除率达到85.13%。对照组氧化还原电位(ORP)恢复到50 m V左右,而实验组氧化还原电位稳定后提高到100 m V以上;实验组透明度达到33.7cm,而对照组透明度只恢复到15cm。试验结果表明,只曝气的对照组黑臭程度有所改善,但氨氮、氧化还原电位、透明度仍未达标,黑臭现象并未完全去除。实验组各项水质均已达标,黑臭现象完全去除。同时水体中好氧微生物数量明显增多,水生态逐渐恢复。
【图文】：

去除效果,菌株,亚硝化单胞菌

图 2.1 不同菌株对 CODCr的去除效果由图可知：（1）亚硝化单胞菌 XH6、枯草芽孢杆菌 KC2.0、假丝酵母菌 JM13 和混合菌净臭水对 CODCr的去除率分别为 49.06%、54.91%、6.31%、68.46%；净化天然黑对 CODCr的去除率分别为 43.44%、40.71%、-3.07%、57.53%。可以看出与对枯草芽孢杆菌 KC2.0、假丝酵母菌 JM13 和混合菌对 CODCr有一定的去除能力株的去除能力高于单一的菌株。（2）亚硝化单胞菌 XH6 接入天然黑臭水中，CODCr不降反增，说明该菌株带有机物。因为亚硝化单胞菌是无机化能自养型微生物，其生命过程以无机物为，因此对有机物没有降解能力；而菌体本身却是有机物，因此 CODCr去除率反（3）各种菌株对人工黑臭水中的 CODCr去除率高于天然黑臭水，说明天然黑有机物成分更复杂，降解更困难。（4）在未接入菌株的对照组中，人工黑臭水的有机物含量有所降低而天然黑没有降低，说明人工黑臭水具有一定的自净能力，而天然黑臭水污染严重，几

效果图,菌株,效果,枯草芽孢杆菌

图 2.2 不同菌株对氨氮的去除效果可知：）亚硝化单胞菌 XH6、枯草芽孢杆菌 KC2.0、假丝酵母菌 JM13 和混合对氨氮的去除率为 27.22%、17.46%、47.13%、63.09%；对天然黑臭分别为 26.47%、14.29%、43.63%、48.35%。）单一菌株对氨氮的降解能力：亚硝化单胞菌 XH6>枯草芽孢杆菌 KCJM13；混合菌的对氨氮的去除率高于任何一种单一菌株，也说明混合单一菌株这一结论。）未加菌株的对照组氨氮含量也有所降低，从侧面说明，氨氮在溶液子态 NH3的形式存在，在摇床作用下，一部分分子态氨溢出液面使氨实验室中保藏的三株净水菌株对黑臭水的改善效果，，得到以下结论：6、枯草芽孢杆菌 KC2.0、假丝酵母菌 JM13 和混合菌净化人工黑臭水分别为 49.06%、54.91%、6.31%、68.46%，对氨氮的去除率为 27.22%、
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X52

【参考文献】