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选矿废水处理系统中微生物群落结构分析

罗丽丽  
【摘要】:选矿废水是选矿工艺排水、尾矿池溢流水和矿场排水的统称。选矿废水中主要污染物是重金属离子、各种有机和无机浮选药剂,选矿药剂种类多,毒性大,物质结构复杂,大多难以被微生物快速、有效利用,进入环境后可以长期存留,对生态环境和人体健康构成严重威胁,特别是苯胺类化合物被列为优先环境优先控制污染物,在工业排水中要求严格控制。用物化法难以保证出水中有机浮选药剂长期稳定达标排放,长期回用后也会对生产指标产生不良影响,因此研究用生物法处理选矿废水达标排放或便于回用已是势在必行。 本论文采用厌氧-好氧反应器和序批式生物反应器(SBR)两种工艺处理模拟选矿废水,在两个反应器中的活性污泥的培养驯化过程中,分析COD和浮选药剂的去除效果及反应器运行期间活性污泥生物相的演化情况,最终驯化出能够有效降解浮选药剂的微生物,采用PCR-DGGE分子生物学手段对反应器处理效果稳定后的微生物群落结构进行分析。主要研究结论如下: (1)厌氧-好氧反应器处理选矿废水的挂膜研究结果表明:40d即可达到较好的启动效果,反应器运行稳定,COD总去除率稳定在65%。挂膜和驯化期间,系统对COD的去除主要集中在好氧反应器,厌氧反应器虽也有一定的去除效果,但去除率远远低于好氧反应器。反应器启动40d内,苯胺黑药的降解率从64.4%逐渐上升至93%,乙硫氮的降解率逐渐上升至84%,丁基黄药的降解率从24%逐渐上升到81%,说明微生物已驯化成功。 (2)序批式生物反应器(SBR)处理选矿废水的试验研究结果表明:20d即可达到较好的启动效果,反应器运行稳定,COD去除率最终稳定在75%。反应器启动20d内,苯胺黑药的降解率从72.4%逐渐上升至95.2%,乙硫氮的降解率从14.1%逐渐上升至91.3%,丁基黄药的降解率逐渐上升到89%,说明微生物已驯化成功。 (3)虽然苯胺黑药、丁基黄药和乙硫氮属于难降解物质,但葡萄糖等有机物可有效促进这三种选矿药剂的生物降解。 (4)通过本试验的研究,说明了在工程上应用生物法处理选矿废水是可行的。 (5)通过对反应器内生物膜和活性污泥微生物群落结构的分析得出:各样品DGGE条带数目变化不大,但是亮度还是有差别的,说明整体上微生物的群落结构相似,只是某些特定种群的微生物在不同的条件下活力有所不同。各反应器处理效果达到稳定后,其内部菌群结构较为稳定。好氧池内微生物多样性普遍高于厌氧池。另外,活性污泥和生物膜的微生物群落组成存在着差异。生物膜可能更能反映废水微生物群落的结构。


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