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硫氰化物(SCN-)作为焦化废水污染物质的核心组分,浓度达2001000 mg·L-1,是含量最高的无机污染物。在焦化废水治理工程中,硫氰化物不仅对焦化废水的主要控制指标COD、色度及NH4+-N均有直接或间接贡献,而且在生物系统中其与其他污染物的降解具有交互抑制作用,从而限制了处理系统污染物负荷的承受能力、降低单元工艺处理效率,使系统难以稳定运行。为此,我们开展以下研究。首先,对以A/O1/H/O2为主体的生物三相流化床组合工艺的广东韶钢集团焦化废水处理二期工程进行分析,研究硫氰化物降解菌在实际焦化废水处理工程中的生存环境。工程统计数据表明,硫氰化物在A/O1/H/O2为主体的生物三相流化床组合工艺中主要在好氧过程中被利用,而一级好氧流化床污泥通过高浓度硫氰化物的长期选择与驯化,出现了硫氰化物降解功能菌,且废水中有机碳源的优先降解,使得硫氰化物降解功能菌具有自养降解的生存空间,即功能微生物的生长可通过污染物变化环境的选择性诱导和决定。其次,选择一级好氧流化床污泥为菌源,通过富集培养、高浓度驯化的方法,筛选出以硫氰化物为唯一碳、氮和硫源的自养微生物菌群,该菌群源于高浓度硫氰化物的焦化废水长时间驯化而能表现出对硫氰化物的高效降解。通过16S rRNA基因序列测序,与其它有关菌株16S rRNA基因序列进行对比,发现该菌群是由伯克氏菌(Burkholderia sp.),金黄杆菌属(Chryseobacterium sp.)和青枯菌属(Ralstonia sp.)组成。通过对三株纯菌的降解性能测试可知,所筛选的三株菌不仅能够在混合培养体系中,还能在单基质体系中利用硫氰化物进行增殖与生长。接着,考察了不同环境、营养条件下该混合菌对硫氰化物降解的速率和废水中常见污染物质对该混合菌降解的影响。结果表明,该混合菌的最佳生长环境是pH值在中性或偏碱性范围,温度3035℃和摇床转速为150200 r·min-1。适量地添加蛋白胨和K+、Na+、Ca2+和Mg2+,能够缩短降解时间,提高降解速度。浓度大于300 mg·L-1的苯酚和亚硝酸根对硫氰化物的降解有强烈的抑制作用。一定浓度的铵离子能够改善培养体系中的营养条件,促进功能菌的降解反应,浓度大于3000 mg·L-1的铵离子则对降解反应有抑制作用;硝酸根对硫氰化物降解的抑制作用有限,仅当硝酸根浓度达3000 mg·L-1时,硫氰化物的降解受到明显的抑制作用。动力学考察实验表明,在最佳降解条件下,硫氰化物降解功能菌降解硫氰化物的过程能够用底物抑制模型Haldane方程进行拟合。方程的各参数为:μmax=0.75±0.22 d-1,Ks=332.75±168.37 mg SCN-·L-1,Ki=881.05±399.66 mg SCN-·L-1,Sm= 541.45 mg SCN-·L-1,μmax′=0.32 d-1。结果表明,高浓度的硫氰化物能够抑制降解菌的生长,降低其降解速率。硫氰化物降解功能菌分解SCN-的终产物是铵根离子和硫酸根离子。219.37 mg·L-1硫氰化物降解97%后,产生61.87 mg·L-1 NH4+和292.73 mg·L-1 SO42-,其SCN--N转化成NH4+-N的转化率为93.9%,SCN--S转化成SO42--S的转化率为83.3%。