微生物多菌种对煤泥水的絮凝试验及絮凝机理研究

论文摘要

目前在选煤厂主要是采用有机高分子絮凝剂和无机絮凝剂对煤泥水进行处理,这两类絮凝剂都存在一定的不足,微生物絮凝剂作为一种无毒无害和绿色环保的水处理剂,在煤泥水处理上应用将具有重大而深远的意义。本论文的研究内容包括：对从煤泥水中筛选得到的两株酵母菌RY-46和HY-62进行培养、分离和鉴定,并进行单菌种及两种菌协同生物絮凝试验；选用多粘类芽孢杆菌、黑曲霉进行生物絮凝煤泥水试验；采用驯化、热诱变、紫外诱变、化学诱变等多种菌种改良方法对多粘类芽孢杆菌、黑曲霉进行选育并进行絮凝试验；利用多粘类芽孢杆菌与球红假单孢菌协同、黑曲霉与黄孢原毛平革菌协同进行生物絮凝煤泥水试验。研究结果表明：酵母菌RY-46和HY-62、多粘类芽孢杆菌及黑曲霉对煤泥水均具有良好的絮凝效果,RY-46和HY-62及两株菌协同作用的最佳絮凝率分别为97.57%、98.07%和97.11%；原始多粘类芽孢杆菌及其驯化、热诱变、紫外诱变以及与球红假孢菌协同作用的最佳絮凝率分别为95.41%、96.29%、97.62%、97.57%和98.58%,其中热诱变和紫外诱变的最佳诱变条件分别为120s和5s；原始黑曲霉及其驯化、热诱变、紫外诱变、化学诱变以及与黄孢原毛平革菌协同作用的最佳絮凝率分别为95.41%、97.61%、98.21%、97.71%、98.76%和98.07%,其中热诱变、紫外诱变和化学诱变的最佳诱变条件分别为90s、120s和亚硝酸钠浓度0.025mol/L。从试验结果对比中可以看出,试验所选菌种对煤泥水都具有良好的絮凝性,通过极差和方差分析得出结论,菌种的协同提高了生物絮凝剂在煤泥水处理中的主导作用,对助凝剂用量、煤泥水pH值等因素的依赖性有所降低；另外,对多粘类芽孢杆菌与黑曲霉进行的驯化、热诱变、紫外诱变和化学诱变进行选育的改良菌种对煤泥水的絮凝率也有一定程度的提高。试验采用红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）对生物絮凝剂粗品进行分析；对煤泥进行粒度分析并采用X射线衍射（XRD）进行成份分析；对生物絮凝剂絮凝煤泥水的絮凝作用机理进行探讨。结果表明,生物絮凝剂对煤泥水的絮凝作用是以“吸附架桥”、“电中和作用”的作用为主,以“卷扫作用”、“类外源絮凝聚素”等作用为辅的一种复杂的综合作用结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 煤泥水处理的必要性
• 1.1.1 煤泥水的特点
• 1.1.2 煤泥水的危害
• 1.2 絮凝剂
• 1.2.1 絮凝剂的分类
• 1.2.2 无机絮凝剂
• 1.2.3 有机高分子絮凝剂
• 1.2.4 微生物絮凝剂
• 1.3 微生物絮凝剂的特性
• 1.3.1 微生物絮凝剂的特点及其分类
• 1.3.2 微生物絮凝剂的组成和结构特性
• 1.3.3 影响微生物絮凝剂絮凝效果的因素
• 1.4 微生物絮凝剂国内外研究动态、水平及存在的问题
• 1.5 微生物絮凝剂在煤泥水处理上的应用
• 1.6 复合型微生物絮凝剂的絮凝性研究
• 1.7 关于本课题
• 1.7.1 课题研究的背景
• 1.7.2 课题研究的意义及目的
• 1.7.3 课题研究的主要内容
• 1.7.4 课题研究拟解决的主要问题
• 2 试验材料与方法
• 2.1 试验所用主要试剂和设备
• 2.1.1 主要试剂
• 2.1.2 主要仪器及设备
• 2.2 煤泥水相关内容的检测
• 2.2.1 煤泥水特性的测定
• 2.2.2 检测结果
• 2.3 试验所用菌种
• 2.3.1 菌种的选取
• 2.3.2 微生物的形态学特征
• 2.3.3 微生物生长曲线的测定
• 2.3.4 微生物的菌种改良
• 2.3.5 超声波破碎微生物
• 2.3.6 试验数据分析方法
• 3 微生物絮凝剂产生菌的筛选、鉴定和絮凝试验
• 3.1 试验材料
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 菌种来源
• 3.1.3 培养基
• 3.2 絮凝性微生物的筛选
• 3.2.1 絮凝性微生物的初筛
• 3.2.2 絮凝性微生物的复筛
• 3.3 鉴定试验
• 3.3.1 染色观察
• 3.3.2 生化鉴定试验
• 3.4 筛选和鉴定试验结果
• 3.4.1 菌种筛选结果
• 3.4.2 菌种的鉴定试验结果
• 3.5 絮凝试验
• 3.5.1 HY-62与RY-46的活化、增殖和复合培养
• 3.5.2 生长曲线的测定
• 3.5.3 絮凝试验
• 3.6 试验结果与分析
• 3.6.1 生长曲线
• 3.6.2 絮凝试验结果
• 3.6.3 试验结果分析
• 3.7 单菌种絮凝试验与复合菌种絮凝试验比较
• 3.8 本章小结
• 4 多粘类芽孢杆菌对煤泥水的絮凝性试验
• 4.1 菌种来源
• 4.2 培养基
• 4.3 多粘类芽孢杆菌和球红假单孢菌的的复活和增殖培养
• 4.3.1 复活培养
• 4.3.2 增殖培养
• 4.4 多粘类芽孢杆菌的改良试验
• 4.4.1 多粘类芽孢杆菌的驯化培养
• 4.4.2 多粘类芽孢杆菌的热诱变和紫外诱变
• 4.4.3 多粘类芽孢杆菌化学诱变
• 4.5 多粘类芽孢杆菌与球红假单孢菌的协同作用
• 4.6 絮凝试验
• 4.7 试验结果与分析
• 4.7.1 多粘类芽孢杆菌的观察
• 4.7.2 多粘类芽孢杆菌生长量测定
• 4.7.3 多粘类芽孢杆菌的改良试验
• 4.7.4 多粘类芽孢杆菌试验结果分析
• 4.8 试验结果的综合比较
• 4.9 本章小结
• 5 黑曲霉对煤泥水的絮凝性试验
• 5.1 菌种来源
• 5.2 培养基
• 5.3 黑曲霉和黄孢原毛平革菌的复活和增殖培养
• 5.3.1 复活培养
• 5.3.2 增殖培养
• 5.4 黑曲霉的改良试验
• 5.4.1 黑曲霉的驯化培养
• 5.4.2 黑曲霉的热诱变
• 5.4.3 黑曲霉的紫外诱变
• 5.4.4 黑曲霉的化学诱变
• 5.4.5 诱变菌种的增殖培养
• 5.5 絮凝试验
• 5.6 试验结果与分析
• 5.6.1 黑曲霉的培养和观察
• 5.6.2 黑曲霉生长量的测定
• 5.6.3 黑曲霉的改良试验
• 5.6.4 絮凝试验结果及分析
• 5.7 对试验结果进行综合比较
• 5.8 本章小结
• 6 微生物絮凝剂絮凝机理分析
• 6.1 絮体的电镜观察
• 6.2 微生物絮凝剂的提取
• 6.2.1 基本原理
• 6.2.2 影响有机溶剂沉淀法的参数
• 6.2.3 微生物絮凝剂的提取
• 6.2.4 试验结果
• 6.3 微生物絮凝剂成份分析
• 6.3.1 糖类成份分析
• 6.3.2 双缩脲法进行蛋白质分析
• 6.4 微生物絮凝剂的化学结构
• 6.5 微生物絮凝剂的微观观察
• 6.6 煤泥的XRD分析
• 6.7 微生物絮凝剂的絮凝作用机理
• 6.7.1 微生物絮凝剂的絮凝机理
• 6.7.2 微生物絮凝剂对煤泥水的絮凝机理研究
• 6.8 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果