（植物学专业论文）炭基固定化脱硫菌处理养猪场污水初步研究.pdf

摘要 摘要 本试验首次从养猪场污泥中筛选出一株高效脱硫菌株污泥- 4 ，并对其生长条件 和性质进行了研究，测定其1 6 s r d n a 序列并进行鉴定；然后以普通竹炭a 、b 和改性 竹炭k 作为载体，采用包埋法和吸附法将此菌固定化，进行处理养猪场污水的试验； 最后对处理过污水后的菌炭复合物进行了植物的遗传毒性研究。 结果表明：筛选出的污泥4 菌种与副凝聚短状杆菌的相似性达9 9 9 ；吸附法制 各的菌炭复合物对污水的处理效果优于包埋法制备出的小球。每1 5 0m l 污水水样中 添加5g 的b 菌炭复合物处理时效果优于a 和k 菌炭复合物；将5g l i b 菌炭复合物和5g k 菌炭复合物混合处理污水水样时效果更佳，2d 可将污水水样中的硫化物含量由 2 5 2m g l 1 降低至o 3 5m g l - 1 ；5d 可将处理水样的c o d 值由原样的3 8 0 0 降低至1 8 0 ， 远低于国家畜禽养殖污水排放标准( g b l 8 5 9 6 ：2 0 0 i ) 。在珍珠岩中添加2 0 以内处 理污水后的k 菌炭复合物或者3 0 以内处理污水后的b 菌炭复合物时，对蚕豆不会造 成明显的遗传损伤，其微核率与蒸馏水处理组的微核率没有显著差异。 关键词：高效脱硫菌；竹炭和改性竹炭k ；固定化微生物技术；养猪场污水处理； 植物遗传毒性 中文文摘。 中文文摘 随着畜禽养殖业的迅猛发展，畜禽养殖所产生的废水污染问题已经成为我国污 水治理方面的重大问题之一。目前常见的畜禽养殖污水处理方法通常需要置备一些 处理设施和占用一定的场地，一次性投资大。因此，人们在不断地进行探索和研究， 改进现有处理技术、工艺和方法，研究新的处理技术和方法，应用新材料，开发更 高效、无污染，环保、经济、耗费低的处理技术。竹炭所具有的良好的吸附性能正 引起研究者越来越多的重视。我国竹炭资源丰富，且竹炭的造价低廉，可再生性强， 如果能利用其良好的吸附性能将高效降解微生物固定化，制备出固定化菌炭复合污 水处理剂，应用于畜禽养殖污水的处理方面，前景广阔。 本试验正是针对养猪场污水的恶臭和高c o d 值，采用固定化微生物技术，以 普通竹炭和福建师范大学化学与材料学院天然高分子材料实验室研制出的改性竹炭 k 作为载体，将从养猪场污泥中筛选出的一株具有高效解硫能力的脱硫菌株进行固 定化，用来处理养猪场污水，探索研究一种高效、简便、成本低廉且无二次污染的 新型固定化菌炭污水处理剂。 本试验从养猪场污泥中分离筛选出了一株具有高效解硫能力的脱硫菌污泥4 菌 株，并首次对该菌株的生长条件和一些生理生化性质进行了鉴定，对菌株的 1 6 s r d n a 进行了测序和比对并构建了系统树。试验结果表明：污泥4 菌株的脱硫效 率可达8 9 ；其最佳生长条件为：最适生长p h7 0 ，不耐酸，具有较好的耐碱性； 最适生长温度为2 8 ，可耐受4 的低温和4 0 的高温生长；最适的培养液接种量 为1 0 ；最适摇瓶装液量为7 5m l 2 5 0 m l ；最适的摇床转速为1 8 0r m a n 1 。经查阅文 献及测序比对鉴定出该菌与短杆菌属( b r a c h y b a c t e r i u m ) 的副凝聚短状杆菌 ( b r a c h y b a c t e r i u m p a r a c o n g l o m e r a t u m ) 最为相似，同源性达9 9 9 。 本试验分别采用包埋法和吸附法固定化微生物技术，以普通竹炭b 和改性竹炭 k 作为载体，制备出固定化菌炭复合物，进而研究固定化菌炭复合物对养猪场污水 的处理效果。试验结果表明：包埋法制备固定化小球时，每1 0 0m l 蒸馏水溶解8g p v a ，并添加海藻酸钠1 c a c 0 30 3 ，s i 0 23 ，成球效果最为理想。用固定化 小球处理养猪场污水水样时，有菌小球y 的处理效果明显优于无菌小球w ：且每 1 0 0m l 养猪场污水水样中添加1 5g 的y 小球即1 5 的添加量对污水水样的处理效 v 福建师范大学硕士学位论文 果最佳，1 0 的添加量太少，所加菌球的吸附处理作用全部发挥，仍不能完全降解、 吸附污水中的有害物质；2 0 的添加量过多，添加1 5 的固定化小球处理污水水样 已足够吸附处理污水中的有害物质，多余的菌球无发挥作用的余地；添加1 5 的y 小球处理污水水样时，2d 内处理水样中硫化物的含量就由3 8m g l 以降低至0 4 5 9 m g l 1 ，5d 后脱硫效率可达1 0 0 ；处理6d 可使污水水样的c o d 值由5 0 0 0 降至 2 0 0 ，低于国家畜禽养殖污水排放标准( g b l 8 5 9 6 2 0 0 1 ) 。 吸附法制备固定化菌炭复合物时，粗颗粒状的普通竹炭b 对菌体的固定效果最 佳，可将菌悬液中9 0 以上的菌体吸附固定于自身的孔隙内；片状改性竹炭k 也可 将菌悬液中8 5 以上的菌体吸附固定于竹炭的孔隙内，效果良好。进行污水处理试 验时，k 菌炭复合物处理污水水样的效率最高，b 菌炭复合物的效果较稳定；每1 5 0 m 1 污水水样中添加5g 的b 菌炭复合物处理效果最佳，过多的炭量并不能提高其对 污水水样处理的效率和效果，分析原因可能是5g 的菌炭复合物量处理1 5 0m l 的污 水水样肘已经足够吸附水样中的有害物质，达到净化的效果；对污水水样处理最佳 的组合是每1 5 0m l 污水水样加入5gb 菌炭复合物和5gk 菌炭复合物混合处理，2 d 可将污水水样中的硫化物含量由2 5 2m g l - 1 降低至o 3 5m g l 1 ；4d 可将处理水样 的c o d 值由3 8 0 0 降低至3 0 0 ，5d 可将降低至1 8 0 ，远低于国家畜禽养殖污水排放 标准( g b l 8 5 9 6 2 0 0 1 。这种组合处理在时间上比单纯地应用b 菌炭复合物净化速 度快，在效果上又比单纯地应用k 菌炭复合物效果稳定，因此采用这两种菌种复合 物1 0 0 混合处理污水效果最佳。分析原因可能是二种菌炭复合物在一些方面产生 了互补作用，从而加快了处理效率，优化了处理效果。 两种固定化菌炭的处理效果相比较，吸附法制备的固定化菌炭复合物比包埋法 固定化小球处理污水的效果好。 本课题设计中希望利用固定化菌炭复合物，吸附污水中对植物生长有利的成分， 重新应用于土壤中，帮助植物的生长，作为有益的肥料。因此，为了检验菌炭复合 物对植物是否有遗传毒性损伤，本试验还首次进行了k 菌炭复合物和b 菌炭复合物 对蚕豆根系的遗传毒性研究。结果表明：在珍珠岩中添加2 0 以内的处理过污水后 的k 菌炭复合物和3 0 以内的处理过污水后的b 菌炭复合物，对蚕豆都不产生遗传 损伤；处理效果与蒸馏水处理无显著差异。因此，在未来的污水处理剂作为植物生 长肥料应用时，可参考本章的试验结果，适当控制污水处理剂的添加量，处理污水 后的k 菌炭复合物的添加量最好控制在2 0 以内，处理污水后的b 菌炭复合物的添 v i 中文文摘一 加量控制可在3 0 以内，从而保证对植物生长不造成不必要的损伤。 本课题虽然在炭基固定化脱硫菌处理养猪场污水方面进行了一些初步研究，但 是对菌炭复合物饱和吸附量的确定；最佳吸附条件的研究和菌炭复合物处理动态污 水的研究，以及将高效的解氨氮菌与脱硫菌混合固定化用于处理污水的研究等方面， 都有待于更进一步的深入研究。 v a b s t r a c t a b s t r a c t r e c e n t l y , t h es e w a g et r e a t m e n tb e c o m eas e r i o u sp r o b l o mo fw a t e rt r e a t m e n ti n c h i n a i nt h i sa r t i c l e , w es c r e e no u tad e s u l f u r i z i n gb a c r e r i ac a l l e dw u n i 一4 ，s t u d yi t s f a v o r a b l ec o n d i t i o nf o rg r o w t ha n ds o m ep h y s i c a l & c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c s ，a n d d e t e r m i n ei t s16 s r d n as e q u e n c ef o rs t r a i na p p r a i s a l a f t e rt h e nw eu s e di m m o b i l i z e d m i c r o o r g a n i s mt e c h n o l o g yt om a k et h ew u n i - 4b a c r e r i ai m m o b i l i z e do na & b - b a m b o o c h a r c o a la n dk - b a m b o oc h a r c o a lf o r ma si m m o b i l i z a t i o nb a l la n di m m o b i l i z a t i o n c o m p l e xu s e di ns e w a g et r e a t m e n t a tl a s t , w e d e t e c tt h e g e n e t i cd a m a g eo f i m m o b i l i z a t i o nc o m p l e xt ov i c i a f a b a 1 1 1 er e s e a r c hs h o w e dt h a t ：t h es t r a i no fw u n i - 4i s 9 9 9 l i k e l yw i mb r a c h y b a c t e r i u mp a r a c o n g l o m e r a t u m t h ei m m o b i l i z a t i o nc o m p l e x u s e di n s e w a g et r e a t m e n ti s b e t t e rt h a ni m m o b i l i z a t i o nb a l l w h e nw ep u t5g b i m m o b i l i z a t i o nc o m p l e xi n15 0m lw a s t e w a t e rs a m p l e ，t h et r e a t m e n tr e s u l ti s w e l l ；w h e np u t5gb i m m o b i l i z a t i o nc o m p l e xa n d5gk - i m m o b i l i z a t i o nc o m p l e xa to n e t i m ei n15 0m lw a s t e w a t e rs a m p l e ，t h et r e a t m e n tr e s u l ti sm o r eb e t t e r , i tc o u l dr e c e d et h e a m o u n to fs u l f u ri nw a s t e w a t e rs a m p l ef r o m2 5 2m g l 1t oo 3 5m g l - i n2 d ；a n d r e c e d et h ec o do fw a s t e w a t e rs a m p l ef r o m38 0 0t o18 0i n5dt or e a c ht h es t a n d a r do f g b18 5 9 6 2 0 0 1 w h e nw em i x e d2 0 k - i m m o b i l i z a t i o nc o m p l e xu s e di ns e w a g e t r e a t m e n to r3 0 b i m m o b i l i z a t i o nu s e di ns e w a g et r e a t m e n ti np e r l i t et ot u r no u t v i c i a f a b a ，t h e r ec a u s e d l i t t l eg e n e t i ch u r tt ov i c i a f a b a ；j u s tl i k ew a t e r k e yw o r d s ：d e s u l f u r i z i n gb a c r e r i a ；b a m b o oc h a r c o a l b a m b o oc h a r c o a lk ； i m m o b i l i z e dt e c h n o l o g y ；s e w a g et r e a t m e n t ；g e n e t i cd a m a g et ov i c i a f a b a 1 i i 蔼建师范夫学硕士学位论文独仓叮性和使尉授权声明 福建师范大学硕士学位论文独创性和使用授权声明 本人( 姓名) ：更睑学号2 0 0 6 0 9 4 0 - 专业植物堂所呈交的 学位论文( 论文题目：炭基固定化高效脱硫菌处理养猪场污水初步研 究) 是本人在导师指导下，独立进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除论文中已特别标明引用和致谢的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本论文的研究工作 做出贡献的个人或集体，均已在论文中作了明确说明并表示谢意，由此 产生的一切法律结果均由本人承担。 本人完全了解福建师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 福建师范大学有权保留学位论文( 含纸质版和电子版) ，并允许论文被 查阅和借阅；本人授权福建师范大学可以将本学位论文的全部或部分内 容采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，并按国家 有关规定，向有关部门或机构( 如国家图书馆、中国科学技术信息研究 所等) 送交学位论文( 含纸质版和电子版) 。 ( 保密的学位论文在解密后亦遵守本声明) 学位论文作者签名：睫哈指导教师签名： 孩爱智 签字日期：沙? 年6 月6e l 签字日期：刀唧年万月万日 绪论 绪论 近年来，随着人民生活水平的提高，畜禽产品的需求量不断地增加，畜禽养殖 业得到迅猛发展，生产规模不断地扩大，集约化程度也越来越高。随之而来的是， 畜禽养殖所带来的环境问题也越来越突出。畜禽养殖业产生的污水、废气以及大量 固体粪便等的排放给周围环境带来很大压力，导致该地区的生态环境问题日益突出， 反过来又不同程度地制约了当地畜牧业的稳定和持续发展【1 捌。因此，为实现畜禽养 殖业的可持续发展，必须加强畜禽养殖业的污染防治与环境管理，使其造成的环境 污染得到有效地控制。如何更加便捷有效地治理畜禽养殖所产生的废水污染问题就 成为我国污水治理方面的重大问题之一。 一、畜禽养殖废水造成的污染 ( 一) 畜禽养殖业的污染现状 根据国家环保总局2 0 0 0 年对全国2 3 个省( 区) 、市规模化畜禽养殖业污染状况 调查表明，畜禽粪便产生量为工业固体废弃物产生量的2 4 倍，部分地区甚至超过4 倍；畜禽粪便化学需氧量( c o d ) 远远超过我国工业废水和生活污水化学需氧量( c o d ) 排放量之和【4 捌。在许多地方，畜禽污染物的排放已超过居民生活、农业、乡镇工业 和餐饮业的污染物排放量之和，成为造成环境污染的主要原因。 ( 二) 畜禽养殖废水造成的污染 畜禽养殖场废水主要由尿液、残余的粪便、饲料残渣和冲洗水等组成，有的厂 区还包括生产过程中产生的生活废水，前者是主要部分，其中冲洗水占了绝大部分 【6 】。大量排放的畜禽养殖废水所造成的污染主要有以下几个方面。 1 对水体的污染 根据国家环保总局南京环境科学研究所的研究，畜禽养殖场所排放的污水中含 有大量的污染物质，其生化指标极高。如猪粪尿混合排出物的c o d 值达8 1 0 0 0 m g l - 1 ，牛粪尿混合排出物的c o d 值达3 6 0 0 0m g l - 1 ，笼养蛋鸡场冲洗废水的c o d 值为4 3 0 0 0 7 7 0 0 0m g l 1 ，b o d 为17 0 0 0 3 2 0 0 0m g l - 1 ，n i - 1 3 - n 浓度为2 5 0 0 4 0 0 0 m g l 1 等【5 】o 这些高浓度的畜禽养殖废水如果不经处理直接排入水体中，就会造成 水质恶化、大量的水生生物死亡等危害；同时，畜禽污水中所含有的高浓度的n 、 p 等元素也是造成水体富营养化的一个重要原因【5 川。 福建师范大学硕士学位论文 2 对大气的污染 畜禽养殖场废水所含有的大量有机物在分解时，会产生氨、硫化物、甲烷等有 毒有害气体，严重影响周围的环境空气质量。其中的氨气和硫化物若不能及时消除 或处理，则会产生氨、甲基硫醇、硫化氢等恶臭气体，造成空气中氧含量相对下降， 污浊度升高，空气质量降低【8 1 ，直接影响饲养人员及周围居民的身体健康，还会影 响到畜禽的正常生长。 3 对农田和作物的影响 畜禽养殖业废水中含有较多的氮、磷、钾等养分，如果合理施用可以有效地提 高土壤肥力，改良土壤的理化特性，促进农作物的生长。但如果不经任何处理就直 接、长期的施用，则会给土壤和农作物的生长造成不良的影响，如引起作物徒长、 返青、倒伏，使产量大大降低，推迟成熟期，影响后续作物的生产等【9 】o 最终造成 耕地面积减少，农作物产量下降。 4 其他方面 畜禽养殖场废水中还含有一些饲料残渣，这些饲料残渣中含有大量的植酸磷、 高铜、高铁、高锌等微量元素添加剂以及抗菌素和其他药物添加剂，这些物质的吸 收率和利用率都很低，易随动物粪便排出体外进入环境，对养殖环境造成严重的负 面影响。另外，畜禽体内的一些有害病菌通过消化道排出体外后，也会随着养殖场 废水的排放进入环境从而造成严重的微生物污染。大量的有害病菌进入环境，不仅 会直接威胁畜禽自身的生存，还会严重危害人体健康【6 以2 1 。 二、畜禽养殖废水的处理方法 畜禽养殖所带来的严重污染现已引起了政府、养殖场业主、污染治理研究和设 计者的高度重视，相继开发了不同的处理工艺，并建立了各式养殖废水处理工程 1 3 - 1 4 】。概括来说，主要有还田模式、工业化处理模式和自然处理模式等。近年来， 一些新的生物处理技术有了较大的发展。 ( 一) 还田模式 将畜禽粪便污水还田作为肥料应用，是一种传统且经济有效的处置方法。这种 方法既可以有效处置污染物，使畜禽粪尿不排往外界环境，达到污染物零排放；又 可以将其中有用的营养成分循环利用于土壤植物生态系统中，实现废物利用【1 5 1 。小 型的家庭分散户养畜禽粪便污水的处理常采用此法。但是，不合理的使用方式或连 续过量地使用会导致硝酸盐、磷及重金属的沉积，从而对地表水和地下水构成污染。 2 绪论 而且，废水中的在降解过程中氨及硫化氢等有害气体的释放也会对大气构成威胁【1 6 】。 所以，畜禽粪便废水经过生物处理之后再适度地应用于农田已成为新趋势。 美国在畜禽养殖粪便污水还田前一般先贮存一定时间后再直接灌田，未经专门 厌氧消化装置厌氧发酵【1 7 】。而英国和其他欧洲国家，则改变饲养工艺，由水冲式清 洗粪尿回归到传统的稻草或作物秸秆铺垫吸收粪尿，然后再制肥还田。德国等国家 则是将畜禽粪便污水经过高温厌氧消化后再进行还田利用 1 4 , 1 s 】。我国一般采用厌氧 消化后再还田，可避免有机物浓度过高而引起的作物烂根和烧苗，同时可回收能源 c i - h ，减少温室气体排放，且能杀灭部分寄生虫卵和病原微生物【1 9 1 。 ( 二) 工业化处理模式 工业化处理模式主要包括厌氧处理、好氧处理以及厌氧好氧处理等不同处理组 合系统【1 4 】。规模较大的养殖场，常采用工业化处理模式净化处理废水。 常用的厌氧处理工艺为沼气池发酵处理技术。在发展畜禽养殖业的同时，将养 殖污水通过沼气发酵处理不仅可以“变废为宝”，还可以获得生活、生产能源和有机 肥料【2 0 1 。沼气池发酵处理技术主要流程是：利用厌氧生物技术，通过配套相应的设 施，将养殖污水制成以甲烷为主要成分的沼气，收集到的沼气应用于职工生活、圈 舍保温等【2 。一般来说，通过带有前处理的沼气处理系统之后，废水中c o d 、b o d 、 s s 的去除率通常可以达到8 5 以上【2 2 1 。寿亦丰等 2 3 1 以杭州灯塔养殖总场沼气与废水 处理工程为例进行研究，结果表明：c o d 总去除率可达9 8 ，n i t 3 - n 去除率高达9 9 以上，出水c o d 1 5 0m g l 1 ，n h 3 - n 1 5m g l 1 ，达到污水综合排放标准 ( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 ) 二级标准，并且日产沼气8 5 0 0i n 3 。张冲等【2 4 】采用斜板式固液分离 红泥塑料厌氧产沼池处理猪场养殖污水后，出水主要指标分别为：c o d c r - 2 8 3 m g l 1 、b o d 5 = 1 2 2m g l 1 、n h 3 - n = 4 0m g l - 1 、s s - - 9 5m g l 1 、t p = 6m g l 1 ，达到国 家畜禽污水排放标准。同时，还可以收集到大量的沼气。 此外，于金莲等 2 5 疆过实验室模拟试验，探讨了混凝脱氨好氧生化处理养猪 场废水的工艺。试验结果表明，当生化池活性污泥浓度在3 5 0 0 - - 4 5 0 0m g l 1 之间， c o d c ，容积负荷 3 0k g ( m 3 d ) ，n h 3 - n 容积负荷 o 2 2k g ( m 3 d ) 1 时，其生化出水可 达到上海市提出的畜牧业排放标准( c o d c r _ 4 0 0m g l 1 ，n h 3 - n f i g 5 1c o d v a r i a t i o nc u r v eo f d i f f e r e n ta m o u n ty - i m m o b i l i z a t i o nb a l lu s e d 由图5 1 所得到的这些关系公式可以用来推测使用不同量的y 小球处理污水水 样到某个时间时处理水样的c o d 值。 ( 2 ) 不同添加量的y 小球处理污水水样的硫化物含量变化 不同添加量的y 小球处理污水水样6d 的硫化物含量变化见表5 5 ，表中数据 为三个重复测定结果的平均值。 表5 5 不同添加量的y 小球处理水样6d 的硫化物含量变化 t a b l e 5 5r e s u l to fs u l f i d ec o n t e n to f d i f f e r e n ta m o u n to f y - i m m o b i l i z a t i o nb a l lu s e d6 d 由表5 - 5 可知，每1 0 0m l 污水水样添加1 5g 的y 小球时对污水水样中硫化物 o o 0 o o o o 0 0 o o o 0 o o o o o o 0 o o 5 o 5 o 5 o 5 o 5 5 4 4 3 3 2 2 1 l 掣口o u 第五章固定化脱硫菌处理养猪场污水效果的测定 的去除效果最好，优于另外两种添加量。2d 时处理水样中硫化物的含量就由3 8 m g l 1 降低至0 4 5 9m g l - 1 ，降解效率达8 8 。6d 时脱硫效率达到1 0 0 ，效果良好。 对污水水样经三种处理处理2d 时的硫化物含量进行方差分析( 见表5 6 ) 和 l s d 多重比较( 见表5 7 ) 。 表5 - 6 不同添加量的y 小球处理污水水样2d 时的硫化物含量方差分析 亿l b l e 5 6a n o v ao fs u l f i d ec o n t e n to fd i 恐r e n ta m o u n ty - i m m o b i l i z a t i o nb a l lu s e d2d 一差异显著；e o o 差异极显著 r s i g n i f i c a n to f d i f f e r e n c e ；”h i g h l ys i g n i f i c a n to f d i f f e r e n c e 表5 7 不同添加量的y 小球处理污水水样2d 时的硫化物含量的多重比较 t a b l e 5 7m u l t i p l ec o m p a r i s o n so fs u l f i d ec o n t e n to fd i f f e r e n ta m o u n ty - i m m o b i l i z a t i o nb a l lu s e d2 d ： 一差异显著；”差异极显著 s i g n i f i c a n to f d i f f e r e n c e ；0 0 0h i g h l ys i g n i f i c a n to f d i f f e r e n c e 由分析结果可知，不同添加量的y 小球在处理污水2 d 时水样的硫化物含量之间 均有极显著差异。 1 1 棚 缸0 s 晕0 榛 o o 化曲线见图5 2 。 l 23456 时间( d ) 图5 2 不同添加量的y 小球处理污水水样6d 的硫化物含量变化 f i g 5 - 2v a r i a t i o nc u r v eo fs u l f i d ec o n t e n to fd i f f e r e n ta m o u n ty - i m m o b i l i z a t i o nb a l lu s e d6d 根据图5 2 可得到1 0 添加量的y 小球处理污水时的污水水样的硫化物含量与 4 7 福建师范大学硕士学位论文 处理时间的关系公式：y = 0 0 2 7 2 x 2 - 0 4 4 0 1 x + 1 6 9 1 4 ( r 2 = 0 9 8 6 7 ) ； 1 5 添加量的y 小球处理污水时的污水水样的硫化物含量与处理时间的关系公 式为：y = 0 0 8 4 9 x 2 - 0 7 8 8 9 x + 1 7 4 0 4 ( r 2 - o 9 6 6 5 ) ； 2 0 添加量的y 小球处理污水时的污水水样的硫化物含量与处理时间的关系公 式为：y - - - 0 0 3 9 3 x 2 0 5118 x + 1 6 8 9 1 ( r 2 = 0 9 9 8 7 ) ； 由图5 。2 所得到的这些关系公式可以用来推测使用不同量的y 小球处理污水水 样到某个时间时处理水样的硫化物含量。 ( 3 ) 讨论 总之，根据上述结果，每1 0 0m l 污水水样添加1 5g 的y 小球时处理效果最好。 即1 5 添加量的y 小球对该污水水样的处理效果最好，明显优于另外两种添加量。 分析原因可能是添加1 5 的固定化小球处理污水水样时，恰好达到了小球发挥作用 的饱和。1 0 的添加量太少，所加菌球的吸附处理作用全部发挥，仍不能完全降解 吸附污水中的有害物质；而2 0 的添加量过多，1 5 的菌球已足够吸附处理污水中 的有害物质，多余的菌球无发挥作用的余地。由此可知，每1 5g 的y 小球处理1 0 0 m l 的该污水水样效果最佳。 5 2 1 2y 小球和w 小球的处理污水效果对比 分别添加1 5 的y 小球和w 小球处理污水水样6d ，效果见图5 3 。结果如下。 ( 1 ) y 小球和w 小球分别处理污水水样的c o d 变化 分别添加1 5 的y 小球和w 小球处理污水水样6d 的c o di 贝! i 定结果见表5 8 ， 表中数据为三个重复测定结果的平均值。 表5 8y 和w 小球处理污水水样6d 的c o d 测定结果 t a b l e s - 8r e s e to f yo rwi m m o b i l i z a t i o nb a l lu s e di ns e w a g et r e a t m e n t6d 由表5 8 可知，y 小球的处理效果明显优于w 小球。经y 小球处理6d 时，污 水水样的c o d 由5 0 0 0 降低至3 4 0 ，达到国家畜禽养殖污水排放标准 ( g b l 8 5 9 6 2 0 0 1 ) 。对两种小球分别处理6d 时的c o d 值进行方差分析，见表5 - 9 。 由表5 - 9 方差分析结果表明，两种处理之间达到极显著差异。 第五章固定化脱硫菌处理养猪场污水效果的测定 表5 - 9 y 小球和w 小球处理污水水样6d 时的c o d 方差分析 t a b l e 5 - 9a n o v ao fc o do f yo rwi m m o b i l i z a t i o nb a l lu s e di ns e w a g et r e a t m e n t6d - 差异显著；e o o 差异极显著 s i g n i f i c a n to f d i f f e r e n c e ；”h i g h l ys i g n i f i c a n to f d i f f e r e n c e 根据所得数据绘出两组处理水样的c o d 变化曲线见图5 - 4 。 捌 凸 o u 123456 时间( d ) 图5 4 y 和w 小球处理污水水样的c o d 变化曲线 f i g 5 - 4c o dv a r i a t i o nc u r v eo f yo rwi m m o b i l i z a t i o nb a l lu s e di ns e w a g et r e a t m e n t 由图5 4 可得到y 小球处理污水时的污水水样的c o d 值与处理时间的关系公 式为：y = 9 5 1 7 9 x 2 - 1 2 3 3 1 x + 4 3 2 9 ( r 2 = o 9 9 4 3 ) ； w 小球处理污水时的污水水样的c o d 值与处理时间的关系公式为： y = 4 7 6 7 9 x 2 9 8 9 18 x + 5 0 0 9 ( r 2 = o 9 9 2 1 ) ； 根据图5 4 所得出的关系公式可以用来推测两种不同的固定化小球处理到某个 时间时处理水样的c o d 值。 ( 2 ) y 小球和w 小球分别处理污水水样6d 的硫化物含量变化 分别添加1 5 的y 小球和w 小球处理污水水样6d 的硫化物含量测定结果见表 5 1 0 ，表中数据为三个重复测定结果的平均值。由表5 。l o 可知，y 小球对污水水样 中硫化物的脱除能力远胜于w 小球。经y 小球处理2d 时，污水水样中硫化物的含 量由3 8m g l 1 降低至0 4 5 9m g l 1 ，5d 后脱硫效率可达1 0 0 ，效果良好。对两种 小球分别处理2d 时的污水水样的硫化物含量进行方差分析( 见表5 1 1 ) 。 4 9 0 朽如弘筋坫加5 一一福建师范大学硕士学位论文 表5 1 0y 和w 小球处理污水水样6d 的硫化物含量测定结果 t a b l e 5 10r e s u l to fs u l f i d ec o n t e n to f yo rwi m m o b i l i z a t i o nb a l lu s e di ns e w a g et r e a t m e n t6d 表5 1 1y 小球和w 小球处理污水水样2d 时的硫化物含量方差分析 t a b l e 5 11a n o v ao fs u l f i d ec o n t e n to f yo rwi m m o b i l i z a t i o nb a l lu s e d i ns e w a g et r e a t m e n t2d 一差异显著；”差异极显著 r s i g n i f i c a n to f d i f f e r e n c e ；“。h i g h l ys i g n i f i c a n to f d i f f e r e n c e 由分析结果可知，y 小球与w 小球对污水水样中硫化物的的脱除效果之间有极 显著差异。根据所得数据绘出不同处理水样中硫化物含量变化曲线见图5 - 5 。 l - 1 l - 1 5 2 5 1 5 幺 l 0 哪姐s 荦撂 第五章一固定化脱硫菌处理养猪场污水效果的测定 ( 3 ) 讨论 由上述结果可知，固定化有菌小球y 对污水水样的处理效果优于无菌小球w ， 二者之间有极显著差异。经y 小球处理6d ，可使污水水样的c o d 值由5 0 0 0 降至 3 4 0 ，达到国家畜禽养殖污水排放标准( g b l 8 5 9 6 2 0 0 1 ) ，分析原因应是固定化载体 炭对污水中的有害物质有极强的吸附作用，从而降低了污水的高c o d ；处理2d 时， 水样中硫化物的含量即可降低8 8 ，6d 时脱硫效率可达1 0 0 ，效果良好，分析原 因应是固定化小球中所固定的高效脱硫菌在污水中硫化物的降解方面发挥了重要的 作用，从而使污水中的硫化物含量大幅降低。 但是，从处理效果图5 3 可以看出，处理后的污水并不清澈，而呈现黄色，分 析原因可能时由于制备小球过程中所用到的海藻酸钠遇水会溶出，使处理水样变为 黄色，造成处理效果不理想。因此，考虑使用吸附法制备的菌炭复合物处理污水。 5 2 2 固定化菌炭复合物处理污水 不同的固定化菌炭复合物处理污水试验结果如下。 5 2 2 1 不同菌炭复合物处理污水效果 测得所用污水水样的c o d 值为3 6 0 0 ，硫化物含量为2 4 3m g l 1 。1 0 9 的三种 不同菌炭复合物处理污水水样的处理效果见图5 - 6 。 ( 1 ) 不同菌炭复合物处理污水水样的c o d 变化 不同菌炭复合物处理污水水样5d 的c o d 变化见表5 1 2 ，表中数据为三个重复 测定结果的平均值。 表5 1 2 不同的菌炭复合物处理污水5d 的c o d 变化 t a b l e 5 - 12r e s u l to fc o do fd i f f e r e n tc h a r c o a lc a r r i e ro fi m m o b i l i z a t i o nc o m p l e xu s e di n s e w a g et r e a t m e n t5d 由表5 1 2 可以看出，k 菌炭复合物处理污水水样的效率最高，ld 之内就可以 将污水水样的c o d 大幅度降低，由3 6 0 0 降低至9 0 0 ，但是接下来处理效果不如b 福建师范大学硕士学位论文一 菌炭复合物；b 菌炭复合物的处理效果最好，5d 可以将污水水样的c o d 由3 6 0 0 降低至2 4 0 ，远低于国家畜禽养殖污水排放标准( g b l 8 5 9 6 2 0 0 1 ) 。 对不同菌炭复合物处理污水水样5d 时的c o d 进行方差分析( 见表5 1 3 ) 和 l s d 多重比较( 见表5 1 4 ) 。 表5 1 3 不同的菌炭复合物处理污水水样5d 时的c o d 方差分析 t a b l e 5 1 3a _ n o v ao f c o do f d i f f e r e n ti m m o b i l i z a t i o nc o m p l e xu s e d5d r 差异显著：“。差异极显著 t s i g n i f i c a n to f d i f f e r e n c e ；“h i g h l ys i g n i f i c a n to f d i f f e r e n c e 表s 1 4 不同的菌炭复合物处理污水水样5d 时的c o d 多重比较 t a b l e 5 - 1 4m u l t i p l ec o m p a r i s o n so f c o do f d i f f e r e n ti m m o b i l i z a t i o nc o m p l e xu s e d5d 一差异显著：”差异极显著 r s i g n i f i c a n to f d i f f e r e n c e ；”h i g h l ys i g n i f i c a n to f d i f f e r e n c e 由分析结果可知，等量的不同的菌炭复合物处理污水水样5d 时水样的c o d 之 间均有极显著差异。根据测得数据绘出不同处理水样的c o d 变化曲线见图5 7 。 1 8 0 0 1 6 0 0 1 4 0 0 1 2 0 0 姆i 1 0 0 0 i m 88 0 0 6 0 0 4 0 0 2 0 0 0 合物 合物 合物 时间( d ) l2345 图5 7 不同菌炭复合物处理污水水样的c o d 值变化曲线 f i g 5 - 7c o dv a r i a t i o nc u r v eo fd i f f e r e n ti m m o b i l i z a t i o nc o m p l e xu s e di ns e w a g et r e a t m e n t 5 2 第五章固定化脱硫菌处理养猪场污水效果的测定 由图5 7 可得到a 菌炭复合物处理污水时的污水水样的c o d 值与处理时间的 关系公式为：y - - 6 1 5 x 2 - 6 4 0 3 x + 2 0 8 5 4 ( r 2 = o 9 8 7 3 ) ： b 菌炭复合物处理污水时的污水水样的c o d 值与处理时间的关系公式为：孳 y = 1 8 9 2 9 x 2 3 1 9 0 7 x + 1 3 7 2 ( r 2 _ - 0 9 9 8 ) ； k 菌炭复合物处理污水时的污水水样的c o d 值与处理时间的关系公式为： y = 2 1 4 2 9 x 2 - 11 9 8 6 x + 9 9 8 ( r 2 = 0 9 7 0 1 ) ； 根据得到的关系公式可以推测用不同的菌炭复合物处理到某个时间时处理水 样的c o d 值。 ( 2 ) 不同菌炭复合物处理污水水样的硫化物含量变化 不同菌炭复合物处理污水水样5d 的硫化物含量变化见表5 1 5 ，表中数据为三 个重复测定结果的平均值。 表5 1 5 不同的菌炭复合物处理污水5d 的硫化物含量变化 t a b l e 5 1 5r e s u l to fs u l f i d ec o n t e n to f d i f f e r e n tc h a r c o a lc a r r i e ro f i m m o b i l i z a t i o nc o m p l e x 。 u s e di ns e w a g et r e a t m e n t5d 由表5 1 5 可以看出，k 菌炭复合物对污水水样中硫化物的去除效率最高，1d 之内就可以将污水水样中的硫化物含量由2 4 3m g l 1 降低至0 9 6m g l 1 ，5d 时的 硫化物降解率几乎达到1 0 0 ，处理效果良好。对等量的不同菌炭复合物处理污水 水样2d 时的硫化物含量进行方差分析( 见表5 1 6 ) 和l s d 多重比较( 见表5 - 1 7 ) 。 表5 1 6 不同的菌炭复合物处理污水水样2d 时的硫化物含量方差分析 t a b l e 5 1 6a n o v ao fs u l f i d ec o n t e n to f d i f f e r e n ti m m o b i l i z a t i o nc o m p l e xu s e d2d 5 3 福建师范大学硕士学位论文 r 差异显著；”差异极显著 r s i g n i f i c a n to f d i f f e r e n c e ；“h i g h l ys i g n i f i c a n to f d i f f e r e n c e 表5 1 7 不同的菌炭复合物处理污水水样2d 时的硫化物含量的多重比较 t a b l e 5 - 1 7m u l t i p l ec o m p a r i s o n so fs u l f i d ec o n t e n to f d i f f e r e n ti m m o b i l i z a t i o nc o m p l e x u s e d 2 d 差异显著；“差异极显著 t s i g n i f i c a n to f d i f f e r e n c e ；a o oh i g h l ys i g n i f i c a n to f d i f f e r e n c e 由分析结果可知，不同的菌炭复合物处理2d 时水样的硫化物含量之间均有极 显著差异。根据测得数据绘出不同处理水样的硫化物含量变化曲线见图5 8 。 j 凹 后 v 删 缸 霉 s 褥 1 2 1 0 0 0 0 o l234 5 图5 - 8 不同菌炭复合物处理污水水样的硫化物含量变化曲线 f i g 5 8v a r i a t i o nc u r v eo fs u l f i d ec o n t e n to f d i f f e r e n ti m m o b i l i z a t i o nc o m p l e x u s e di ns e w a g et r e a t m e n t 由图5 8 可得到