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降解糠醛好氧颗粒污泥的培养及微生物群落研究

罗小勇  
【摘要】:好氧颗粒污泥技术是微生物固定化技术的一种,是指废水生物处理过程中,反应器中的微生物在适宜的环境条件下,自发形成密度大、体积大、体质条件好的微生物聚集体的现象。它具有沉降性能好、污泥结构紧密、微生物量大、耐冲击负荷、不易发生污泥膨胀、较强的脱氮除磷能力等众多优点,同时还对有毒、难降解的污染物有较好的处理效果。本试验采用糠醛为目标污染物,醋酸钠为共代谢碳源培养,在SBR反应器中通过对培养条件的控制,来实现使好氧污泥达到颗粒化的效果,研究成熟颗粒污泥的基本性质如粒径、沉降速度、微生物组成等。探讨成熟好氧颗粒污泥对糠醛的最大降解能力、降解糠醛的好氧颗粒污泥的微生物组成并用biolog技术鉴定颗粒污泥中降解糠醛的优势菌,以期为处理工业糠醛废水提供依据。通过研究,实验得到以下结论: (1)以普通的絮状污泥作为接种污泥,糠醛和醋酸钠为进水碳源,通过控制污泥负荷,运行周期,沉降时间等运行条件,在模拟的序批式活性污泥反应器中经过100天的培养,成功使好氧污泥实现了颗粒化。结果表明:该颗粒污泥肉眼可见、形态规则且具有比较清晰地轮廓,成熟颗粒污泥的粒径、沉降速度、污泥体积指数、污泥密度、混合液体悬浮固体分别为0.3-0.8mm之间、27m/h、43.26mL/g,1.022g/cm3、11.36g/L。同时观察到好氧颗粒污泥具有丰富的微生物相,通过添加钙离子,对颗粒污泥的形成速度和沉降速度均颗粒的形成有一定影响。 (2)颗粒化过程中,测得有机物在驯化初期降解率较低,COD和糠醛去除率分别为77.34%和58.3%,随着驯化的结束,去除率均达90%以上。至反应器的中期和后期培养中,去除率一直维持在97%及93%以上。在以糠醛为唯一进水碳源时,好氧颗粒污泥对其处理可在浓度为1800mg/L时,取得较好的去除效果,而随着浓度的继续提高,去除率大幅降低。通过对单个周期去除率的研究,实验表明糠醛在60-180min这个阶段内的去除率占整个去除过程的70%以上。对不同粒径的好氧颗粒污泥的降解特性研究得出,粒径在0.6-1.00mm之间的去除效率是所培养的颗粒污泥中的去除效果最好的。 (3)好氧颗粒污泥经分离纯化得到了18株生长旺盛的细菌及一株丝状菌,但未能从颗粒污泥中分离出放线菌。好氧颗粒污泥经糠醛的富集驯化培养,最终在厌氧条件下得到了一株长势良好的以糠醛为碳源的培养基的菌株。实验还将该株菌接种到含糠醛的液体中,经一段时间的培养后,实验发现,接种液中的糠去除明显,进一步证实实验所分离出的细菌为颗粒污泥中降解糠醛的功能菌。该优势菌经BIOLOG微生物自动鉴定系统鉴定得出,其是一株硫酸盐还原菌Desulfovibrio strain B。


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