ABR反应器处理苯胺黑药废水及其微生物种群结构研究

发布时间：2017-03-22 00:14

  本文关键词：ABR反应器处理苯胺黑药废水及其微生物种群结构研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：苯胺黑药作为选矿废水中常见的一种浮选药剂,其难降解及有毒有害性加大了选矿废水的处理难度。ABR作为高效厌氧反应器,具有优异的去除难降解有机污染物的能力。接种污水处理厂厌氧池污泥至ABR反应器,并经启动和污泥驯化,期间调节污泥浓度为21560 mg/L,停留时间时间24 h,得到稳定降解苯胺黑药的厌氧污泥；通过优化控制HRT、pH、外加碳源比例等影响因素,研究了这些因素对出水苯胺黑药及COD的去除的影响规律,并研究了系统中形成的颗粒污泥性状和形成机理：最后运用高通量测序技术对稳定运行期的反应器内微生物群落结构进行分析。得到主要结论如下：(1)以固定水力停留时间、增大容积负荷的方式对ABR反应器进行启动,通过提高苯胺黑药浓度梯度的方法对污泥进行驯化,经过100 d的运行,出水效果良好且稳定。当进水碳源中苯胺黑药达到250 mg/L时,其降解率达到70.00%左右并维持稳定,出水最低浓度达到72.95 mg/L,降解效率达70.22%,反应器启动成功,前端隔室对有机物的去除起到主要作用。启动过程中出水VFA含量一直在200 mg/L以下,pH为7.0左右,系统未出现“酸化”。(2)HRT、pH、外加碳源等对ABR反应器降解苯胺黑药都有较大的影响。ABR反应器的最佳工况条：HRT=24 h,pH为7.0左右,此时出水COD去除率为74.77%,苯胺黑药降解率为75.20%。当苯胺黑药与葡萄糖投加比为1：1时,反应器能取得较好的处理效果。出水COD去除率最高80.51%,苯胺黑药降解率最高77.15%。(3)ABR反应器出现大量颗粒污泥,直径在0.8～4.5 mm左右,呈黑色及灰黑色,形状为球形和椭球形,表面较光滑。反应器第一隔室的污泥颗粒化程度最高,达到85%。随着隔室的推移,颗粒粒径呈逐渐减小的趋势。ABR系统中形成了能够适应苯胺黑药废水水质并降解苯胺黑药的微生物群落结构。(4)颗粒污泥中存在大量的丝状菌、球菌和杆菌,其中丝状菌和杆菌包裹小污泥核心形成小的颗粒污泥。小颗粒逐渐成长,并在丝状菌和杆菌的缠绕、包裹下形成成熟的颗粒污泥。(5)对ABR反应器第1、2隔室污泥进行高通量测序,分别收获35003和35632个有效序列,优化后进行归类操作,第一二两个隔室的样品覆盖度(Coverage)分别为90.52%和89.68%,样品测序合理,能够真实反映反应器中的微生物群落结构情况。在反应器第1格和第2格内,绿弯菌门菌群所占比重最大(分别为24.73%和33.60%),其次是厚壁菌门(分别为24.17%和20.92%)和变形菌门(分别为18.93%和20.88%)。其它优势菌群有嗜热丝菌门、拟杆菌门、螺旋菌门、浮霉菌门、疣微菌门、酸杆菌门、广古菌门、芽单胞菌门和绿菌门。在属的水平检测到Caldisericum, Leptolinea,Leuconostoc和Bacillus等,这与反应器较好的耐冲击负荷和降解苯胺黑药作用相一致。
【关键词】：ABR反应器 苯胺黑药 颗粒污泥 Miseq高通量测序
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X751
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 绪论14-24
• 1.1 前言14
• 1.2 选矿废水处理现状14-16
• 1.2.1 物理化学法处理14-15
• 1.2.2 生物法处理15-16
• 1.3 苯胺黑药16-17
• 1.3.1 苯胺黑药的性质16-17
• 1.3.2 苯胺黑药的危害17
• 1.4 厌氧处理技术国内外研究进展17-20
• 1.4.1 厌氧生物处理技术原理18
• 1.4.2 参与废水厌氧生物降解的微生物18-19
• 1.4.3 ABR国内外研究进展19-20
• 1.5 高通量测序20-21
• 1.6 本课题研究意义及研究内容21-24
• 1.6.1 主要内容21
• 1.6.2 本试验中拟解决的关键问题21-22
• 1.6.3 技术路线22
• 1.6.4 创新性22-24
• 第二章 试验材料与方法24-30
• 2.1 试验仪器与试剂24-25
• 2.1.1 试验仪器24
• 2.1.2 实验试剂24-25
• 2.2 实验装置25-26
• 2.3 试验分析方法26-30
• 2.3.1 苯胺黑药浓度的测定方法26-27
• 2.3.2 COD测定方法27-28
• 2.3.3 挥发性脂肪酸(VFA)28
• 2.3.4 生物相的观察28-30
• 第三章 ABR反应器处理苯胺黑药废水的启动及运行30-39
• 3.1 ABR反应器启动30
• 3.2 启动结果分析与讨论30-35
• 3.2.1 苯胺黑药和COD的去除30-33
• 3.2.2 ABR启动过程中VFA的变化规律33-34
• 3.2.3 ABR启动过程中pH的变化规律34-35
• 3.3 ABR反应器的运行35-37
• 3.3.1 水力停留时间(HRT)35-36
• 3.3.2 pH36-37
• 3.3.3 外加碳源的影响37
• 3.4 本章小结37-39
• 第四章 ABR处理苯胺黑药废水的污泥颗粒化研究39-47
• 4.1 颗粒污泥的特性39-43
• 4.1.1 颗粒污泥的物理性状39-42
• 4.1.2 颗粒污泥的微生物学特性42-43
• 4.2 颗粒污泥的形成机理43-46
• 4.3 本章小结46-47
• 第五章 ABR反应器微生物群落结构研究47-54
• 5.1 高通量测序分析47-48
• 5.2 反应器中微生物群落结构解析48-52
• 5.3 本章小结52-54
• 结论与展望54-56
• 参考文献56-60
• 攻读硕士期间发表的论文60-62
• 致谢62

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