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SBR中微量重金属对微生物代谢产物与生物多样性的影响

苗楠  
【摘要】:随着我国对工业行业含重金属废水的排放要求的不断提高,工业废水的集中收集与综合处理成为趋势,利用生化处理技术处理含重金属废水越来越受到人们的重视。重金属离子污染毒性强,可以直接影响微生物活性,导致活性微生物大量死亡,对活性污泥处理法具有不可逆的破坏性。研究选择Cu~(2+)和Ni~(2+)作为对象,探究序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)中加入不同浓度的微量Cu~(2+)和Ni~(2+)后,微生物代谢产物、活性污泥性状和生物多样性的变化。 胞外聚合物(Extracellular polymeric substances,EPS)浓度在反应初期对Cu~(2+)的冲击反应剧烈,中后期产生适应性,EPS浓度小幅度稳定下降。中后期的EPS稳定区间与加入的Cu~(2+)浓度成反比。含Ni~(2+)原水对EPS的影响不及含Cu~(2+)原水强烈。Cu~(2+)、Ni~(2+)加入反应体系后,不会诱发溶解性微生物产物(soluble microbial product,SMP)含量的增加,反而会造成短期内的下降。SMP对Cu~(2+)的耐受作用在反应前期较为明显,但不能长时间维持,常在中后期产生波动。含Ni~(2+)原水对SMP影响具有持续性。含Ni~(2+)原水对SMP的影响总体处于小范围区间,而含Cu~(2+)原水会对SMP含量造成巨大波动。 Cu~(2+)投加后会立即增强活性污泥的沉降性,Ni~(2+)增强活性污泥沉降性的作用并不明显。1mg/L-2mg/L是Cu~(2+)絮凝效果由弱增强的变化区间。1mg/L至5mg/L浓度区间加入Ni~(2+)后SVI值会有所降低,浓度升高,降幅逐渐减小。3.5mg/L、5mg/L含Cu~(2+)原水末期会严重破坏活性污泥COD去除功能。1mg/L至5mg/L浓度区间内含Ni~(2+)的原水对出水COD影响很小,去除率可以保持在85%以上。微生物代谢产物对Cu~(2+)的吸附螯合作用不会随进水浓度单调变化。进水Cu~(2+)浓度在3.5mg/L时活性污泥的吸附效率最高。1mg/L至5mg/L浓度区间内活性污泥对Ni~(2+)有部分吸附螯合作用,但吸附螯合率远小于Cu~(2+)。 不同的原水Cu~(2+)浓度条件将导致特定菌群的消亡。Cu~(2+)的加入会促进某些耐受力强的微生物的生长增殖,甚至成为优势菌群。含Cu~(2+)原水的加入会使微生物种群丰富性降低。细菌含量随Ni~(2+)原水浓度变化较为复杂,难以用简单的比例关系概括。含Ni~(2+)原水对总细菌相似性的影响大于Cu~(2+)。投加含Ni~(2+)原水会对微生物种群丰富性产生抑制,SDI值随着含Ni~(2+)原水浓度的升高而增大。


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