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废纸造纸废水厌氧处理过程中Ca~(2+)浓度及废纸种类对颗粒污泥微生物群落的影响

易敏  
【摘要】:厌氧生物处理废水技术已经被广泛应用于造纸高浓有机废水的处理。废纸造纸废水的成分复杂、Ca2+含量高,这会对整个厌氧系统稳定产生严重干扰,造成颗粒污泥钙化等问题。针对以上问题,本论文通过高通量基因测序对比了不同造纸废水的颗粒污泥微生物群落,探究了底物中Ca2+浓度对厌氧处理植物纤维的颗粒污泥的菌群结构的影响,并分析不同废纸的厌氧消化性能及其对厌氧颗粒污泥的影响,主要得到以下结论:(1)处理不同来源废水的厌氧颗粒污泥的微生物都较为丰富,其主要的细菌门是:Bactericides(拟杆菌门)、Proteobacteria(变形菌门)、Firmicutes(厚壁菌门)和Chloroflexi(绿弯菌门)。(2)较低的Ca2+浓度(≤120mg·L-1)能增加厌氧发酵的产气速率和产气效率,过高的Ca2+浓度(400mg·L-1)会导致厌氧发酵的产气速率和产气效率降低。Ca2+浓度的高于40 mg·L-1时,厌氧发酵水解阶段的重要细菌科Ruminococcacea(瘤胃菌科)会急剧减少;Ca2+浓度的高于200 mg·L-1时,有能力向其它微生物如乙酸分裂产甲烷菌提供有机酸的细菌科Anaerolineaceae(厌氧绳菌科)会急剧减少。(3)在相同的条件下,旧箱板纸(OCC)和旧报纸(ONP)的厌氧消化产生物气的速率快,生物气产气率大,底物降解更彻底。底物不同也造成微生物菌群结构不同,其丰富程度从多到少依次为:MOW(混合办公废纸)ONPOCCOMG(旧杂志纸)。总体来说,处理不同废水的厌氧颗粒污泥、以单一纤维原料为厌氧发酵底物和以不同废纸为底物的厌氧颗粒污泥微生物的最大差异在于 Anaerolineacea、Spirochaetaceae 和Ruminococcaceae 等细菌科的相对丰度,其中Ruminococcaceae的相对丰度随Ca2+浓度的增加或底物不同变化最大。


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