IC反应器处理养猪废水工艺及其颗粒污泥原核微生物群落分析

发布时间：2018-01-28 11:30

  本文关键词： 养猪废水 IC反应器 高径比 OLR 原核微生物群落　出处：《云南师范大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：养猪废水具有固液混杂、排放量大,有机质含量高;P、N等营养元素含量高;携带大量的致病菌、虫卵及重金属元素等特点使其处理难度较大。通常采用好氧+厌氧组合工艺对其进行无害化处理和能源回收。在厌氧处理中,IC反应器具有抗冲击负荷强;处理效率高、HRT较小,COD降解率高等特点,是现代有机污水处理领域最高效的手段之一。将IC反应器应用于养猪废水的处理才刚刚起步,并在处理效果方面已取得一些可喜的进展,但基于以养猪废水驯化的IC反应器颗粒污泥的原核微生物群落特征及功能方面的研究却基本还是空白。基于以上事实,本文采用自主设计的IC反应器对养猪废水进行厌氧处理,主要研究内容包括:(1)高径比分别为10:1和6:1的IC反应器处理养猪废水效果的研究,考察高径比和OLR对IC反应器处理效果的影响;(2)对IC反应器中的活性污泥和颗粒污泥的原核微生物群落的组成、结构和功能进行研究,考察高径比和OLR对IC反应器活性污泥和颗粒污泥的原核微生物群落多样性的影响。研究结果表明:(1)当OLR低于4.09kgCOD/(m3.d)时,高径比为6:1的IC反应器的处理效率较高;当OLR大于4.09kgCOD/(m3.d)时,高径比为10:1的IC反应器的处理效率较高。在两套IC反应器的稳定运行期间,HRT为48h的最佳进水COD浓度为8183.30mg/L,此时的OLR为4.09kgCOD/(m3.d),COD去除率分别为95.50%(高径比为10:1IC反应器)和95.34%(高径比为6:1IC反应器)。进水COD浓度为8000mg/L左右时,最佳的HRT为12h,此时的OLR为19.50 kgCOD/(m3.d),COD去除率分别为89.56%(高径比为10:1IC反应器)和88.45%(高径比为6:1IC反应器)。HRT为12h时,进水的最佳COD浓度为15685.07mg/L,此时的OLR达到了31.37 kgCOD/(m3.d),COD去除率分别为88.49%(高径比为10:1IC反应器)和85.57%(高径比为6:1IC反应器)。2套IC反应器的OLR最高可达35.89kgCOD/(m3.d),此时的COD去除率均能维持在80%左右。结果表明,高径比对IC反应器处理效果的影响较OLR小。(2)两套IC反应器在运行过程中逐步形成了沉降性能好、处理效率高的颗粒污泥。为研究此颗粒污泥在养猪废水处理中降解机制,本研究还采用16S rRNA基因技术对上述两套IC反应器在稳定运行前的污泥(即启动污泥)和在OLR为31.37 kgCOD/(m3.d)时的颗粒污泥的原核微生物群落进行了研究。研究结果表明:两套高径比不同的IC反应器的启动污泥和颗粒污泥中细菌和古菌群落较为丰富,且细菌具有更为丰富的群落多样性。两套IC反应器系统的启动污泥和颗粒污泥中的优势菌群均为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)和广古菌门(Euryarchaeota)。其中细菌中优势类群为梭菌属(Clostridium)、互营单胞菌属(Syntrophomonas)和互营菌属(Syntrophus),甲烷鬃菌属(Methanosaeta)和甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)为古菌中的优势类群。结合IC反应器运行参数分析可知OLR和高径比对IC反应器中起主要降解功能的微生物类群和数量有较大影响。处理养猪废水或猪粪的各种类型厌氧消化器中活性污泥(或颗粒污泥)的细菌的优势菌群基本为厚壁菌门、变形菌门和拟杆菌门。在厌氧颗粒污泥中甲烷鬃菌属普遍存在。
[Abstract]:The results show that : ( 1 ) When OLR is lower than 4.09kgCOD / ( m3 路 d ) , the treatment efficiency of IC reactor with high diameter ratio of 6 鈭，

本文编号：1470636