市政污泥接种焦化废水好氧降解能力及微生物群落演替的响应分析

焦化废水是毒性很大的典型工业废水,生物处理过程中需要微生物具备很强的适应能力.以探讨焦化废水对微生物的毒性抑制以及微生物对焦化废水的适应过程为目的,通过于焦化废水原水中接种市政污泥,在考察COD、苯酚、氨氮和硫氰化物等主要污染物指标降解的基础上,运用Illumina高通量测序平台分析降解过程微生物群落组成及多样性变化的响应关系.结果表明,接种了市政污泥的焦化废水培养16 h后COD开始下降,40 h时苯酚降解了97.14%,72 h时硫氰化物开始降解,96 h时硫氰化物浓度低于检测限,氨氮浓度随着硫氰化物的降解而升高.群落测序分析表明,不同培养阶段污泥中微生物表现出群落结构及丰度上的差异:在苯酚降解阶段,苯酚优势降解菌Acinetobacter、Pseudomonas的丰度增大,48 h总相对丰度为13.04%;在硫氰化物降解阶段,Sphingobacterium、Brevundimonas、Lysobacter、Chryseobacterium为主导菌属,96 h时其总相对丰度为16.13%;在144 h阶段,优势菌属则变为Fluviicola、Stenotrophomonas和Thiobacillus,总相对丰度为22.45%.由此认为,市政污泥克服了焦化废水中毒性成分的抑制作用之后能迅速适应环境,表现出微生物群落结构随着废水降解成分的变化而改变,环境因子和降解功能菌之间的竞争是群落结构演变的主要因素.     

微生物燃料电池降解焦化废水过程研究

焦化废水生化处理流程复杂，污染物降解过程尚不明确，构建无膜空气阴极焦化废水微生物燃料电池，利用循环伏安法、红外分析、微生物群落结构等分析考察了焦化废水的降解过程中，各类有机物含量变化、官能团的变化、有机物异步降解次序及优势菌种的演替.焦化废水中含硫无机物被优先降解，酚类降解次之，含氮污染物历经好氧硝化与厌氧反硝化降解过程，但落后于前者；长链烷烃类降解缓慢；生物群落结构与底物中有机物种类密切相关，初期Desulfurella优先氧化含硫污染物、Flavobacterium降解酚类次之、Nitrospirae氧化降解NH₄⁺-N较为缓慢，随时间延长Alcaligenes、Thiobacillus演变为优势菌落，实现了酚类的降解及NO₃^-的反硝化降解；电池输出电压为470.9mV，最高输出功率密度达12.5mW/cm²，COD、T_phenols、T_surful、TN、NH₄⁺-N的降解分别为85.8%、83.3%、87.5%、43.8%、89.9%.利用微生物燃料电池技术处理焦化废水，一步实现水质净化及能量回收，为废水生物处理控制提供理论和实践参考.     

焦化废水活性污泥细菌菌群结构分析

焦化废水是一种高毒难降解的有机废水,以细菌菌群为主的好氧活性污泥决定焦化废水的处理效率,处理焦化废水的活性污泥细菌群落结构鲜见报道.利用454测序技术分析实际焦化废水污泥中的细菌菌群结构和多样性.结果表明,热图聚类分析和主成分分析说明不同焦化废水活性污泥细菌菌群多样性存在差异;焦化废水活性污泥中的细菌门类群主要为Proteobacteria、Planctomycetes、Acidobacteria、Candidatus Saccharibacteria、Bacteroidetes、Cyanobacteria、Actinobacteria、Chloroflexi、Firmicutes、Thaumarchaeota、Ignavibacteriae和Verrucomicrobia,其中Proteobacteria门占主导地位,丰度为36.00%~76.98%;主要属为Thiobacillus、Thauera、Comamonas、Caldimonas、Steroidobacter、Nitrosomonas、Phycisphaera和Gp4,大多数主要属与芳香烃的降解和硝化反硝化过程有关.这些结果为焦化废水污染物的去除机制提供了理论基础.     

改性粉煤灰处理黑化集团焦化含酚废水的研究

焦化废水是一种典型的含有难降解有机污染物的工业废水,除含有酚类化合物外,还含有多种芳香烃和杂环类有机污染物,成分复杂,水量大,对环境污染严重。因此,焦化废水处理技术越来越受到环保部门的重视。本文摸索了改性粉煤灰处理焦化含酚废水的试验工艺条件,确定了反应条件,反应时间和反应温度。     

SMBBR处理焦化废水性能及菌群结构响应关系

采用特异性移动床生物膜反应器（SMBBR）处理焦化废水,连续监测生物反应器处理性能.通过HS-GC/MS和Illumina高通量测序探究污染物降解与生物膜菌群结构的响应关系;利用CCA分析废水变量对微生物菌群结构的影响关系.结果表明,系统稳定运行50d时总酚去除率达96.62%,100d时硫氰化物和氰化物完全降解,其中酚、硫氰化物和氰化物对NH₄⁺-N的降解具有毒性抑制作用.HS-GC/MS结果显示,经过好氧处理后,80%以上的有机物被完全去除,其中包括全部酚、部分含N、O杂环化合物和长链烷烃等.测序结果表明,反应时间的不同,生物膜菌群丰度和多样性存在差异.反应期间Proteobacteria（变形菌门）相对丰度最高（20.57%~34.55%）,促进了苯酚的降解;优势菌属为norank_f_ODP1230B8.23、unclassified_o_Micrococcales、norank_f_Anaerolineaceae;此外,Thauera（陶厄氏菌属）、Ottowia、unclassified_o_Rhizobiales（根瘤菌属）和Thiobacillus（硫杆菌属）为系统中苯酚、SCN^-和CN^-的降解优势菌.CCA分析表明,pH值与Nitrospira（硝化菌属）正相关性最大,有效控制pH值可有助于硝化反应的稳定运行.本文研究结论可为生物膜法处理焦化废水提供理论依据.     

Performance and microbial community analysis of bioaugmented activated sludge for nitrogen-containing organic pollutants removal

Nitrogen-containing organic pollutants (quinoline, pyridine and indole) are widely distributed in coking wastewater, and bioaugmentation with specific microorganisms may enhance the removal of these recalcitrant pollutants. The bioaugmented system (group B) was constructed through inoculation of two aromatics-degrading bacteria, Comamonas sp. Z1 (quinoline degrader) and Acinetobacter sp. JW (indole degrader), into the activated sludge for treatment of quinoline, indole and pyridine, and the non-bioaugmented activated sludge was used as the control (group C). Both groups maintained high efficiencies (> 94%) for removal of nitrogen-containing organic pollutants and chemical oxygen demand (COD) during the long-term operation, and group B was highly effective at the starting period and the operation stage fed with raw wastewater. High-throughput sequencing analysis indicated that nitrogen-containing organic pollutants could shape the microbial community structure, and communities of bioaugmented group B were clearly separated from those of non-bioaugmented group C as observed in non-metric multidimensional scaling (NMDS) plot. Although the inoculants did not remain their dominance in group B, bioaugmentation could induce the formation of effective microbial community, and the indigenous microbes might play the key role in removal of nitrogen-containing organic pollutants, including Dokdonella, Comamonas and Pseudoxanthomonas. Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States (PICRUSt) analysis suggested that bioaugmentation could facilitate the enrichment of functional genes related to xenobiotics biodegradation and metabolism, probably leading to the improved performance in group B. This study indicated that bioaugmentation could promote the removal of nitrogen-containing organic pollutants, which should be an effective strategy for wastewater treatment.     

两阶段生物系统处理酵母废水有机物的变化特征

目前酵母废水主要采用两阶段(厌氧-好氧)生物处理工艺。利用紫外扫描(UV)、渗透凝胶色谱(GPC)、气相色谱-质谱(GC-MS)等方法对一典型酵母企业生产废水生物处理系统各阶段废水中溶解性有机物的紫外吸收、分子量分布及化学组成等特性进行了分析。分析发现酵母废水中大部分有机物能在厌、好氧两阶段被降解去除,有些厌氧阶段不能去除的有机物可以在好氧阶段去除,同时,在生物处理过程中还产生了微生物代谢产物-新的化合物。生物系统中难以去除的有机物主要是酵母废水中难以降解的有机物以及生物系统中产生的微生物代谢产物等。难以降解的有机物主要有4类:烃类、邻苯二甲酸酯类、多环芳烃类、杂环类。微生物代谢产物或生物系统降解中间产物主要有:卤代产物、杂环醇类、硅代产物等。     

MBR处理腈纶废水的效能及微生物群落结构分析

采用序批式膜生物反应器(SBMBR)处理腈纶聚合废水和丙烯腈废水,考察了不同废水比例和运行条件下反应器的运行效果,并采用PCR-DGGE技术分析了反应器内微生物群落结构的变化.结果表明,SBMBR对腈纶废水具有较好的处理效果,碳源和碱度不足是影响脱氮效果的两个主要因素;在水力停留时间为24 h,90 min缺氧/150 min好氧交替运行的条件下,COD、NH+4-N和TN的平均去除率分别为82.5%、98.7%和74.6%,出水水质可以稳定达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级标准;PCR-DGGE分析结果表明,反应器内微生物多样性与进水水质和运行条件密切相关,微生物群落呈现出较明显的演替过程;通过克隆测序,从9个污泥样品中成功鉴定获得22种微生物的16S r DNA序列,并筛选出7种降解腈纶废水的优势菌种.     

活性污泥法处理焦化废水COD不达标原因分析

采用GC/MS对国内某焦化厂的主要工艺废水及生化外排水中的有机污染物进行了系统检测,分析了各主要工艺废水及生化外排水中有机污染物的组成。结果表明,造成外排水COD不达标的主要原因是由于废水中含有难降解的含氮杂环类和多环芳烃类有机物。这两类有机物主要来自焦油和苯回收精制工艺过程中产生的废水,占生化外排水中所有有机物提供的总COD的72.64%。若对这几种废水进行单独处理则可保证生化外排废水COD达标。     

土壤颗粒对焦化废水中有机物的吸附特性研究

采用GC/MS对焦化废水中有机污染物进行了分析,并通过静态试验,研究了土壤颗粒对焦化废水中有机污染物的吸附特性。结果表明,焦化废水中含有多种多环芳烃物质;焦化废水中的具不饱和键物质、苊和菲在土壤颗粒中的吸附等温线是线性的,吸附主要是分配作用的结果;土壤颗粒对焦化废水中具不饱和键物质的吸附速度基本上符合班厄姆公式形式,温度在5～45℃范围内时,对吸附及平衡浓度的影响很小。     

焦化废水中苯酚降解菌筛选及其降解性能

焦化废水中苯酚类及其衍生物的降解率高低是焦化废水COD是否达标排放的关键.采用不同培养基和菌种驯化方法,从焦化废水厂活性污泥中分离筛选获得4株苯酚降解菌,经生理生化和16S rDNA分子鉴定,A1为球杆菌属Sphaerobacter,C1为鲍曼不动杆菌Acinetobacter baumannii;D2为睾丸酮丛毛单胞菌Comamonas testosterone;D3为Novosphingobiumnaphthalenivorans.4株降酚菌均具有较高的苯酚耐受力和降解效率,是生物法处理酚类污染废水优质的种质资源.菌株D2不仅对苯酚具较高耐受力达到2 000 mg.L-1、且在48 h内可将初始浓度为1 000 mg.L-1的苯酚完全降解.环境因子考察研究表明,pH为7.5～8.5,温度为30～40℃范围内,转速为150 r.min-1,是菌株D2的最优降解条件,本研究结果为构建高效处理焦化废水基因工程菌提供了微生物基础.     

负载过渡金属颗粒电极催化降解焦化废水尾水

制备以活性炭为载体,负载Ni、Fe、Co单元素和Ni-Fe、Co-Fe双元素的5种颗粒电极,用以降解模拟焦化废水尾水.结果显示,负载双元素的颗粒电极对模拟废水的处理效果要好于单元素,其中Ni-Fe/PAC降解性能最好,COD与TOC降解率可达70.1%和40.1%.Ni-Fe/PAC也具有最高的析氧电位和最低的Tafel斜率,分别为2.25V和86mV/dec;所负载的晶体结构为单质Ni和Fe,含有少量的铁氧化物.颗粒电极的添加,会导致出水呈碱性,Co的掺入导致碱性增大,而Fe的掺入有利于降低出水pH值.模拟废水中3类有机物在Ni-Fe/PAC上降解效果呈现为多环芳烃<杂环化合物<苯系物.Ni-Fe/PAC能催化·OH和新生态氢的产生,有机物的降解以间接氧化为主.     

焦化废水A/O2和A/O/H/O处理工艺中多环芳烃的削减行为分析

多环芳烃(PAHs)是焦化废水的特征污染物,不同的焦化废水处理工艺会影响其归趋行为与削减量.基于此,本文追踪了焦化废水厌氧/好氧/好氧(A/O~2)和厌氧/好氧/水解/好氧(A/O/H/O)处理工艺中PAHs的分布行为,使用气质联用色谱(GC-MS)检测并分析了两种工艺中各单元反应器内废水及污泥样品的PAHs浓度,通过通量衡算,评估工艺系统处理效果的差异性.结果表明,两种工艺的前置A厌氧池对PAHs的削减不明显,PAHs在A池富集的浓度远高于O池及H池,低环PAHs经水相从A池进到O池后得到有效降解,高环PAHs则大部分富集于污泥相中,风险比较大,应该区别处理;A/O/H/O工艺对低环的PAHs生物削减率略高于A/O~2工艺,对4环以上的PAHs,A/O/H/O则表现出更明显的降解有效性,理解为A/O/H/O工艺的H池促进了大分子有机物的水解,对PAHs具有针对性.综合研究结果认为,A/O/H/O工艺表现出比A/O~2更明显的降解PAHs的优势.     

GC/MS法分析焦化废水中微量有机污染物

介绍了GC/MS联用仪对废水中微量有机污染物进行分离定性、定量的实验方法 ,并通过对实验结果的分析 ,阐述了活性污泥法对焦化废水有机污染物的去除效果     

节能型焦化污水生物脱氮新工艺的生产性试验研究

采用节能型生物脱氮新工艺对黑龙江某焦化厂的污水处理站进行生产性试验研究,结果表明:处理后出水达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级,并可回用于熄焦。该工艺适合推广应用于焦化污水、垃圾渗滤液、养殖、化肥等高含氮有机污水的处理。     

污水氯和二氧化氯消毒过程中溶解性有机物变化的三维荧光光谱解析

采用三维荧光光谱（3DEEM）技术对污水在氯和二氧化氯消毒过程中溶解性有机物（DOM）的变化进行了初步解析.结果表明,与饮用水、地表水等不同,生物处理出水含有较多的芳香族蛋白质和溶解性微生物代谢产物,且其中的腐殖质主要为生物源,芳香性较弱.在氯和二氧化氯消毒后,污水DOM中的芳香族蛋白质和微生物代谢产物类物质的荧光峰发生蓝移,即峰值的激发或发射波长减少了几个nm,这可能由芳香环结构的破坏引起;而腐殖质类物质的荧光峰发生红移,即峰值的激发或发射波长增加了几个到二十几个nm,此现象与地表水相反,可能与腐殖质的来源不同有关.与遗传毒性的变化类似,氨氮对水样氯消毒后的荧光变化有明显影响,但对二氧化氯消毒后的荧光变化无明显影响.     

超声辐照-活性污泥联合处理焦化废水

选取昆明焦化制气厂的实际焦化废水为处理对象,用水质模型对超声辐照-活性污泥法处理焦化废水中有机物的降解进行了研究.实验结果表明,焦化废水初始浓度、曝气方式和声能密度对焦化废水中COD_Cr的降解效果影响显著.对初始浓度为807mg/L的实际焦化废水,选择空气作为曝气气体,向废水中曝气而不超声时,废水中COD_Cr降解率仅为4.5%;在声能强度为119.4kW/m²条件下,超声时其降解率可达65%;采用超声辐照-活性污泥法联合处理焦化废水COD_Cr,与单独采用活性污泥法相比,废水的COD_Cr降解率可由单独采用活性污泥法的45%提高至81%;经超声波预处理后的废水,加活性污泥后,其耗氧速率有明显的降低,说明经超声波预处理后的焦化废水对生物无毒性.     

对复配菌群降解焦化废水优化条件的探讨

焦化废水属于含苯环的芳香类化合物和杂环化舍物的难降解有机废水。在正常条件下,难以取得很好效果,在复配茵群降解焦化废水生物处理工程中,只有在优良的环境条件下,复配菌群才能更好地生长、繁殖,从而达到最佳的处理效果。     

典型炼化废水微生物功能结构与主要致毒物质响应关系研究

为探明典型炼化废水处理系统(简称“系统”)生物毒性削减效果、主要致毒物质类别及微生物功能响应关系,以费氏弧菌和鼠伤寒沙门氏菌为受试生物,测试系统沿程生物急性毒性及遗传毒性,并结合毒性鉴别评价方法甄别系统主要致毒物质,同时利用高通量测序技术探究系统微生物功能结构与主要致毒物质响应关系.结果表明：(1)系统沿程生物毒性总体呈下降趋势,生化处理单元进水为急性毒性微毒、遗传毒性阳性.其中,炼油废水急性毒性总削减率为86.514%,遗传毒性总削减率为96.221%;化工废水急性毒性总削减率为53.281%,遗传毒性总削减率为62.273%.(2)通过毒性鉴别评价方法 (toxicity identification evaluation,TIE)结果推断,炼油废水主要致毒物质可能为阳离子金属及非极性有机物,化工废水主要致毒物质可能为阳离子金属.(3)CCA分析表明,NH3-N浓度(r=0.819,p=0.001)、Cr浓度(r=0.777,p=0.002)、TPH (total petroleum hydrocarbon,总石油烃)浓度(r=0.752,p=0.002)与生化处理前微生物群落结构...     

焦化废水回用作循环冷却水的腐蚀特性

采用静态旋转挂片法研究了焦化废水回用作循环冷却水的可行性,主要对焦化废水生化处理出水和焦化废水深度处理出水的腐蚀特性进行考察.结果表明,焦化废水生化处理出水腐蚀速率较小,仅为0.025 573 mm/a,远远低于《水处理剂缓蚀性能的测定 旋转挂片法》(GB/T18175—2000)标准值(≤0.125 mm/a),挂片表面腐蚀轻微,仅有几个点蚀,不需深度处理即可回用作循环冷却水.通过UV-Vis,FTIR及GC/MS分析可知,焦化废水生化处理出水中含有C—O,CO等极性官能团及非极性基团,与目前常用有机缓蚀剂结构相似,在回用作循环冷却水的过程中可能起到缓蚀剂的作用.