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高效油脂降解菌的筛选及其对油脂废水的强化处理研究

作　者: 秦华明
导　师: 梁世中
学　校: 华南理工大学
专　业: 发酵工程
关键词: 油脂降解菌油脂废水生物降解生物流化床生物强化
分类号: X703
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

含油废水是一种量大而面广的污染源。如何经济、快速、合理地处理含油脂的废水、废物，解决油类污染物的环境问题，已成为一个急待解决的社会问题。目前常用的处理方法主要有物理、化学方法分离和回收废水中的油脂，但无法彻底消除废水的油脂，而且易造成二次污染。生物法是处理油脂污染物的一种最有效、最安全和最彻底的方法。生物流化床适用于高浓度有机废水的高效生物处理。生物强化技术可以充分发挥微生物的降解能力，它可以与不同的处理系统相结合，针对性地去除某种或某类目标污染物。针对含高浓度油脂的污染物，本研究通过筛选高效降解油脂的微生物菌株，进行了生物强化流化床生物反应器处理油脂废水的研究。通过驯化、富集培养，从不同来源的污水、污泥样品中筛选出三大类共106株菌株，对其中降解能力最强的6株菌进行了鉴定，其中X4菌为洋葱伯克霍尔德氏菌，J2菌为分解油脂酵母菌。研究了X4菌和J2菌降解油脂的最适条件。对X4菌，温度为30℃，pH为7.0；而对J2菌，温度为25℃，pH为5.0。对X4菌和J2菌降解油脂的特性研究表明：添加合适的氮源促进油脂的降解，硫酸铵为首选。C／N比在4：1和5：1时能分别促进X4菌和J2菌的生长和油脂降解。低浓度的表面活性剂能促进微生物的生长和油脂降解，对X4菌和J2菌来说，合适的Tween-80的浓度分别为600mg／L和900mg／L。加入H₂O₂能促进X4菌和J2菌降解油脂，适宜浓度为400mg／L。共基质培养表明，葡萄糖浓度为200mg／L时，能使X4菌株在24小时内的油脂降解率提高8％～10％。在油脂浓度≤2500mg／L时，X4菌对油脂的降解符合Monod动力学模型。未驯化的活性污泥对油脂的降解作用十分缓慢，在24小时内只降解9％的油脂。驯化后的活性污泥对油脂具有较好的去除能力，在24小时内对油脂的降解率为78％。在活性污泥中投加X4菌对含油脂废水进行强化处理，可以大大提高油脂的去除率。生物流化床反应器的流体力学特性研究结果表明，该反应器有良好的传质混合特性。生物流化床反应器经驯化挂膜后，电镜扫描显示，在载体的表面和内部孔隙分布有大量的微生物，说明反应器内陶瓷载体对微生物有良好的固着作用，在进行生物强化处理时有利于高效菌在反应器内的保持和强化效果的实现。对生物流化床反应器的操作参数的研究结果表明，随着水力停留时间的延长，油脂和COD_Cr的去除率明显增大；而进水COD_Cr的浓度的提高对COD_Cr和油脂的去除的影响并不一致，实验范围内COD_Cr的去除率随进水COD_Cr的浓度

全文目录

摘要(中文)  4-6
摘要(英文)  6-14
第一章绪论  14-39
  1.1 概述  14
  1.2 含油(脂)废水的来源与危害  14-16
    1.2.1 含油(脂)废水的来源  14-15
    1.2.2 含油(脂)废水的危害  15-16
  1.3 含(油脂)废水处理研究现状  16-25
    1.3.1 含油(脂)废水水质特征及油脂在水体中的存在状态  16-17
    1.3.2 含油(脂)废水处理方法  17-25
  1.4 生物流化床处理废水  25-27
    1.4.1 生物流化床的产生及发展  26
    1.4.2 生物流化床的特点  26
    1.4.3 生物流化床在废水处理中的应用  26-27
  1.5 生物强化技术处理有机废水的应用  27-37
    1.5.1 生物强化技术产生的背景  27-28
    1.5.2 生物强化技术的作用机理及特点  28-29
    1.5.3 生物强化菌的获得  29-30
    1.5.4 生物强化技术的实施途径  30-31
    1.5.5 生物强化技术在水污染治理中的应用及发展现状  31-33
    1.5.6 分子生物学在生物强化研究中的应用  33-36
    1.5.7 生物强化技术在水污染治理中应用的前景分析  36-37
  1.6 本论文的研究背景、意义及研究内容  37-39
    1.6.1 研究背景、意义  37-38
    1.6.2 研究内容  38-39
第二章高效油脂分解菌种的分离筛选和鉴定  39-53
  2.1 前言  39
  2.2 材料和方法  39-44
    2.2.1 实验材料  39-41
    2.2.2 实验方法  41-44
  2.3 结果与讨论  44-52
    2.3.1 菌种分离结果  44-45
    2.3.2 菌种鉴定结果  45-48
    2.3.3 平板培养结果  48-49
    2.3.4 橄榄油标准曲线  49-50
    2.3.5 菌株 X4、J2在基础培养基上的生长曲线  50-51
    2.3.6 pH值对菌种生长的影响  51-52
    2.3.7 温度对菌种生长的影响  52
  2.4 本章小结  52-53
第三章高效菌种降解油脂特性研究  53-74
  3.1 前言  53
  3.2 材料和方法  53-54
    3.2.1 主要仪器试剂  53
    3.2.2 实验方法  53-54
  3.3 结果和讨论  54-72
    3.3.1 初始pH值对菌种降解油脂性能的影响  54-55
    3.3.2 培养温度对菌种降解油脂性能的影响  55-56
    3.3.3 温度和pH值对发酵液酶活的影响  56-57
    3.3.4 氮源对菌种降解油脂性能的影响  57-58
    3.3.5 碳氮比(C/N)对菌种降解油脂性能的影响  58-59
    3.3.6 无机离子对菌种降解油脂性能的影响  59-60
    3.3.7 表面活性剂对菌种降解油脂性能的影响  60-63
    3.3.8 H_2O_2对菌株降解油脂性能的影响  63-65
    3.3.9 共基质初级碳源对菌种降解油脂性能的影响  65-68
    3.3.10 油脂降解动力学研究  68-72
  3.4 本章小结  72-74
第四章高效菌强化生物流化床反应器处理油脂废水的研究  74-102
  4.1 前言  74
  4.2 生物强化技术处理含油脂废水的基础实验研究  74-77
    4.2.1 实验材料和方法  75
    4.2.2 实验结果与讨论  75-77
  4.3 利用生物强化技术处理含油脂的油脂化工废水  77-80
    4.3.1 材料与方法  78
    4.3.2 实验结果与讨论  78-80
  4.4 生物流化床反应器的流体力学特性  80-86
    4.4.1 实验材料与实验仪器  80-81
    4.4.2 实验装置与流程  81-82
    4.4.3 研究内容及方法  82-83
    4.4.4 反应器流体力学研究结果  83-86
  4.5 生物流化床反应器处理油脂废水实验  86-92
    4.5.1 实验材料与方法  86-87
    4.5.2 实验结果  87-92
  4.6 生物强化对流化床生物反应器处理效果的影响  92-95
    4.6.1 实验材料与方法  92
    4.6.2 投加高效菌对系统的影响  92-93
    4.6.3 强化系统的生物相观察  93-94
    4.6.4 不同投菌量对系统的影响  94
    4.6.5 投加高效菌和营养物对系统的影响  94-95
  4.7 生物强化菌检测  95-100
    4.7.1 实验材料及方法  97-99
    4.7.2 实验结果与讨论  99-100
  4.8 本章小结  100-102
第五章油脂废水资源化研究初探  102-108
  5.1 前言  102-105
  5.2 材料与方法  105-106
    5.2.1 实验材料  105-106
    5.2.2 实验方法  106
  5.3 结果与讨论  106-107
  5.4 本章小结  107-108
结论与展望  108-111
参考文献  111-122
攻读博士学位期间发表的论文  122-123
致谢  123

高效油脂降解菌的筛选及其对油脂废水的强化处理研究

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