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《南京理工大学》 2010年
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K·D起爆药生产废水生物强化处理技术研究

沈锦优  
【摘要】: K.D起爆药生产废水主要污染组分为低浓度铅离子、高浓度苦味酸(2,4,6-三硝基苯酚)以及高浓度硝酸盐氮,具有有机物浓度高、盐分高、可生化性差的特点。本课题研究即以实现K.D起爆药生产废水经济无害化治理为目标,探讨K.D起爆药生产废水的生物强化治理。 进行了苦味酸特效降解菌的筛选,并将筛选得到的高效菌株(Rhodococcus sp.NJUST16)应用于曝气生物滤池反应器;采用缺氧/好氧一膜生物反应器(A/O-MBR)的反应器形式,对高浓度硝酸盐氮进行生物反硝化。采用化学沉淀一曝气生物滤池一缺氧/好氧膜生物反应器的全工艺流程,对K.D起爆药生产废水的治理进行小试规模的可行性研究,并进行了参数优化。 筛选得到了一系列可以苦味酸为唯一碳源、氮源和能源的特效菌株,其中以NJUST16为代表菌株。通过16SrRNA基因序列测定结合生理生化试验以及形态观察,鉴定为Rhodococcus菌属。采用紫外、红外、质谱等分析手段结合COD、亚硝酸根离子测试,对NJUST16作用下苦味酸降解中间产物及降解机理进行了分析。结果表明,苦味酸在NJUST16的作用下发生了加氢还原、脱硝基、开环等一系列反应,最终实现了苦味酸的完全矿化。NJUST16在分批培养条件下的生长动力学符合底物抑制类的Haldane模型Haldane模型所模拟的苦味酸的降解动力学与实验值吻合较好。 通过接种纯培养NJUST16菌体,构建高效菌—曝气生物滤池生物强化作用体系。反应器启动运行后,逐步提高反应器运行负荷。反应器体积负荷可高达2.53g TNP·L-1·d-1,在该负荷下,反应器出水COD和苦味酸浓度均可维持在较低的浓度。在反应器启动过程中,反应器内出现了中间产物亚硝酸根离子的硝化作用,该硝化作用对反应器内苦味酸的降解具有重要影响;过高的苦味酸体积负荷抑制了硝化活性,导致曝气生物滤池中苦味酸降解性能的下降。 反应器不同高程处的COD浓度随进水COD浓度和进水流速的变化而变化,可用方程和描述;采用PCR-DGGE,对反应器内微生物群落分析,结果表明,经过一年左右的反应器运行,反应器内最初接种的Rhodococcus仍然为优势菌种。 化学沉淀—曝气生物滤池—缺氧/好氧膜生物反应器的全工艺流程处理K·D起爆药生产废水是可行的。小试实验结果表明,在该最佳工况条件下,出水铅离子浓度、苦味酸浓度、COD、BOD、色度等指标均可达到《兵器工业水污染物排放标准火工药剂GB14470.2-2002》所要求的标准。此外,出水中硝态氮、亚硝态氮和细菌浓度均维持在较低的水平。 采用以生物强化为核心的化学沉淀—曝气生物滤池—缺氧/好氧膜生物反应器工艺流程,可实现K·D起爆药生产废水的经济、高效、无害化治理。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X703

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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