煤化工废水的微生物絮凝剂研究及其廉价制备

发布时间：2017-05-18 15:08

  本文关键词：煤化工废水的微生物絮凝剂研究及其廉价制备，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤化工废水是一种成分复杂,难降解的废水。煤化工废水因其悬浮物浓度较高,色度大等特点,使得其需要通过加入絮凝剂来处理。而常规的化学絮凝剂在处理的同时也带来了二次污染,因此本研究以微生物作为絮凝剂来对煤化工废水进行处理。本研究从中北大学生活污水和北京市某煤矿产生的煤化工废水中共筛选出6株菌体。通过测验这6种菌体的絮凝活性筛选出了2种微生物絮凝剂产生菌,将这2种菌进行不同浓度煤化工废水的耐受性实验,筛选出了一株可絮凝煤化工废水并在煤化工废水中存活的絮凝剂产生菌MBFS1。本研究考察了不同单因素对微生物的培养条件以及废水处理条件的影响。针对微生物培养成本高的问题,本研究在不同的有机废水适当的加入碳氮源来作为菌株的培养液。此后,对菌株MBFS1的絮凝机理进行了探讨。通过单因素条件优化以及响应面分析得出,菌株MBFS1的最佳培养条件:培养基pH为7、培养时间为24h、培养温度为25℃,絮凝率达98.86%;煤化工废水处理的最佳条件:菌种投加量为2mL、废水p H为5、阳离子助凝剂为Ca2+、助凝剂最佳投加量为5mL,絮凝率达99.13%,COD去除率达72.56%。以啤酒废水作为廉价培养基时:体积分数为60%、最佳氮源为尿素、无需添加碳源。以酿醋废水作为廉价培养基时:体积分数为80%、最佳氮源为氯化铵、无需添加碳源。以豆腐废水作为廉价培养基时:体积分数为100%,无需添加碳氮源。综合成本分析,以豆腐废水培养菌株MBFS1来对煤化工废水进行处理,絮凝率达98.08%,COD去除率达72.05%,色度去除率达97.25%。经分析,发现在絮凝体系中起作用的主要是MBFS1的胞外分泌物,MBFS1菌体中的主要成分是蛋白质和多糖。通过红外光谱分析得知絮凝剂中含有-OH和-COOH等官能团。测定煤化工废水处理前后的Zeta电位,发现Zeta电位值有所降低,这是压缩双电层的结果。综合分析,絮凝过程是吸附架桥、电性中和、压缩双电层以及沉淀网捕共同作用的过程。本研究以有机废水作为培养基培养的菌株在对煤化工废水进行处理时取得了一定的效果,达到了以废治废的目地,使混凝法处理煤化工废水研究取得了进展。
【关键词】：微生物絮凝剂 煤化工废水 廉价培养 絮凝机理
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X784
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 煤化工废水处理的意义11
• 1.2 絮凝剂的分类11-12
• 1.3 微生物絮凝剂12-13
• 1.3.1 微生物絮凝剂种类12-13
• 1.3.2 微生物絮凝剂的主要活性成分13
• 1.4 国内外研究现状13-15
• 1.4.1 微生物絮凝剂产生菌研究现状13-14
• 1.4.2 廉价培养微生物絮凝剂产生菌研究现状14-15
• 1.5 絮凝机理15-16
• 1.6 技术路线与主要研究内容16-19
• 1.6.1 学术构想与思路16-17
• 1.6.2 技术路线17
• 1.6.3 主要研究内容17-19
• 2 微生物絮凝剂产生菌的筛选19-28
• 2.1 材料与设备19-21
• 2.1.1 菌种的来源19
• 2.1.2 实验仪器和设备19
• 2.1.3 主要实验药品19-20
• 2.1.4 培养基20-21
• 2.2 实验方法21-25
• 2.2.1 菌种的筛选21-23
• 2.2.2 絮凝活性的测定方法23-24
• 2.2.3 菌种的鉴定24-25
• 2.3 实验结果25-28
• 2.3.1 菌种的分离纯化25
• 2.3.2 初筛25-26
• 2.3.3 复筛26
• 2.3.4 菌种的鉴定26-28
• 3 微生物絮凝剂产生菌培养条件的优化28-39
• 3.1 仪器设备与药品28
• 3.1.1 实验仪器与设备28
• 3.1.2 主要实验药品28
• 3.2 实验方法28-30
• 3.2.1 废水吸光度的测定28-29
• 3.2.2 培养基初始pH对微生物絮凝剂絮凝活性的影响29
• 3.2.3 培养时间对微生物絮凝剂絮凝活性的影响29-30
• 3.2.4 培养温度对微生物絮凝剂絮凝活性的影响30
• 3.3 实验结果与分析30-34
• 3.3.1 废水吸光度的测定30-31
• 3.3.2 培养基初始pH对微生物絮凝剂絮凝活性的影响31-32
• 3.3.3 培养时间对微生物絮凝剂絮凝活性的影响32-33
• 3.3.4 培养温度对微生物絮凝剂絮凝活性的影响33-34
• 3.4 菌种培养条件的响应面分析34-39
• 4 煤化工废水处理条件的优化39-52
• 4.1 仪器设备与药品39-40
• 4.1.1 实验仪器与设备39
• 4.1.2 主要实验药品39-40
• 4.2 实验方法40-42
• 4.2.1 COD的测定方法40
• 4.2.2 菌种投加量对COD去除率的影响40-41
• 4.2.3 废水pH对COD去除率的影响41
• 4.2.4 不同阳离子对COD去除率的影响41-42
• 4.2.5 助凝剂投加量对COD去除率的影响42
• 4.3 实验结果与分析42-47
• 4.3.1 菌种投加量对COD去除率的影响42-43
• 4.3.2 废水pH对COD去除率的影响43-45
• 4.3.3 不同阳离子对COD去除率的影响45-46
• 4.3.4 助凝剂投加量对COD去除率的影响46-47
• 4.4 煤化工废水处理条件的响应面分析47-52
• 5 廉价培养基的筛选52-65
• 5.1 仪器设备与药品52-53
• 5.1.1 实验仪器与设备52
• 5.1.2 主要实验药品52
• 5.1.3 廉价培养基种类及来源52-53
• 5.2 啤酒废水培养基优化53-56
• 5.2.1 体积分数对微生物絮凝剂絮凝活性的影响53-54
• 5.2.2 不同C源对微生物絮凝剂絮凝活性的影响54-55
• 5.2.3 不同N源对微生物絮凝剂絮凝活性的影响55-56
• 5.3 酿醋废水培养基优化56-59
• 5.3.1 体积分数对微生物絮凝剂絮凝活性的影响56-57
• 5.3.2 不同C源对微生物絮凝剂絮凝活性的影响57-58
• 5.3.3 不同N源对微生物絮凝剂絮凝活性的影响58-59
• 5.4 豆腐废水培养基优化59-62
• 5.4.1 体积分数对微生物絮凝剂絮凝活性的影响59-60
• 5.4.2 不同C源对微生物絮凝剂絮凝活性的影响60-61
• 5.4.3 不同N源对微生物絮凝剂絮凝活性的影响61-62
• 5.5 廉价培养基制备微生物絮凝剂对煤化工废水的处理62-63
• 5.6 小结63-64
• 5.7 成本预算分析64-65
• 6 絮凝机理研究65-74
• 6.1 仪器设备与药品65-66
• 6.1.1 实验仪器与设备65
• 6.1.2 主要实验药品65
• 6.1.3 实验试剂65-66
• 6.2 微生物絮凝剂的粗提取66-67
• 6.3 絮凝活性的分布67
• 6.4 微生物絮凝剂成分鉴定67-70
• 6.4.1 糖呈色反应67-69
• 6.4.2 蛋白呈色反应69
• 6.4.3 絮凝剂成分分析69-70
• 6.5 微生物絮凝剂的化学结构分析70-71
• 6.6 ZETA电位的测定71-72
• 6.7 微生物絮凝剂絮凝煤化工废水的机理分析72-74
• 7 结论与建议74-76
• 7.1 结论74
• 7.2 建议74-76
• 参考文献76-82
• 硕士学位期间取得的研究成果82-83
• 致谢83-84

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