S-诱抗素废水生化处理工艺及其功能微生物多样性研究

发布时间：2017-11-27 17:21

  本文关键词：S-诱抗素废水生化处理工艺及其功能微生物多样性研究

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【摘要】：生物农药S-诱抗素(天然脱落酸,ABA)是国际公认的5大植物内源生长调节物质之一,是一种新型高效、天然绿色生长活性物质,因此被广泛地应用于蔬菜、花卉、棉花、烟草、苗木、大豆、粮食作物等的栽培生产。S-诱抗素的工业生产过程中产生大量的高浓酸性萃取废水,常规处理方法不能实现达标排放要求,成为工业废水处理领域中重要的技术难题。本文针对S-诱抗素生产过程中产生的超高浓度有机废水,采用系统的研究方法,通过进行实验室处理工艺研究、功能微生物菌群及其多样性分析、中试探索,提出了一套完善、实用且高效低耗的废水处理组合工艺技术,主要研究结论如下：萃取废水中主要的污染物有CODcr、硫酸盐等,其浓度分别为50000-150000mg/L、480～38000 mg/L, BOD5/CODCr为0.28-0.30,且高浓度的硫酸盐对生化处理过程中微生物的生理活动影响较大,属于高浓度难降解有机废水。其中醇类、高级脂肪酸类、酯类、卤代烃类等物质较多且含量较高,是废水有机物含量高的主要原因。针对S-诱抗素萃取废水的特点采用综合调理法进行预处理,CODcr与硫酸盐平均去除率分别为23.7%和98.8%；预处理后接合UASB与二级好氧生物接触氧化反应器进行生化处理。UASB反应器最佳运行条件：HRT为24h、运行温度为35℃、碱度为1000-1200mg/L、pH为7.0～8.0、UASB容积负荷为6.0kgCODCr/(m3·d),在优化条件下运行UASB反应器对萃取废水CODcr的去除率为90%左右。二级好氧生物接触反应器的优化条件为：pH为7.0～8.0,运行温度为20℃,一级接触氧化池的HRT为32h,DO值为2.0mg/L,二级接触氧化池的HRT为20小时,DO值为2.0～4.0mg/L；在最佳运行条件下,接触氧化反应器出水CODcr浓度达100mg/L以下,去除率达98%以上。为了解析生物反应器中各反应器的优势菌群结构与生理活性,本研究分别利用传统分离技术与16S rRNA (18S rRNA)序列技术进行微生物多样性的分析。通过传统分离平板分离与Hughter厌氧技术从UASB与接触氧化池两个反应器中分离出20株功能微生物,从UASB中分离出15株微生物,包括8株好氧菌、5株厌氧菌和2株产甲烷菌；从生物接触氧化反应器中分离出5株好氧微生物。不同的菌株有着不同的生理功能,但绝大多数微生物均能利用S-诱抗素。采用16S rRNA与18SrRNA技术,分析UASB与接触氧化池反应器中细菌与古菌(真菌)的微生物菌群结构与微生物多样性。结果表明UASB与接触氧化池反应器中均存在着丰富的微生物多样性,Clostridia为UASB反应器中绝对优势的菌群,其它优势菌群还有Bacilli、Gammaproteobacteria、 Betaproteobacteria和Methanobacteria； Betaproteobacteria为接触氧化池中绝对优势的菌,其它优势菌群还有Alphaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Microbotryomycetidae Tremellomycetidae和Peritrichia。现场中试研究结果表明,“预处理-UASB-两级生物接触氧化”组合工艺对CODCr的去除效率为99.78～99.91%,整个组合工艺出水水质大部分情况下可以达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的要求,并能连续稳定运行。GC-MS分析结果表明,废水经生化工艺处理后,废水中挥发性物质的种类及含量很少,仅检测到微量的乙酸和丙酸。
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X786

【参考文献】

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本文编号：1232615