【摘要】：焦化廢水含大量高濃度難降解有機(jī)物,生物處理方法在去除這些污染物方面應(yīng)用最為廣泛。近年來(lái)膜生物反應(yīng)器(MBR)逐漸被應(yīng)用到焦化廢水好氧處理的研究中,但出水中難降解有機(jī)污染物的去除效果仍不理想。本論文研究目的是開(kāi)發(fā)一套基于厭氧膜生物反應(yīng)器(AnMBR)的焦化廢水強(qiáng)化生物處理工藝,與現(xiàn)有的采用傳統(tǒng)厭氧技術(shù)的生物處理工藝進(jìn)行對(duì)比研究,以期對(duì)我國(guó)焦化廢水的深度治理提供技術(shù)參考。采用厭氧膜生物反應(yīng)器/缺氧/好氧MBR(AnMBR-A-MBR)工藝,考察不同運(yùn)行參數(shù)下處理焦化廢水的效果,研究得出該處理系統(tǒng)的最佳運(yùn)行條件為:總HRT 61.3 h,AnMBR、A和MBR的單級(jí)HRT分別為:16.3 h、15 h和30h,進(jìn)水TP濃度2.3±0.3 mg/L,MBR的pH為7.5±0.2、DO為4~6 mg/L,回流比為2:1。在此條件下,出水的COD、TOC、NH_3-N、TN平均去除率分別為(85.7±0.9)%、(88.0±0.7)%、(96.4±1.1)%、(68.5±3.7)%。將AnMBR-A-MBR工藝與厭氧/缺氧/好氧MBR(A~2-MBR)工藝從運(yùn)行效果、出水急性毒性及毒性物質(zhì)特征等方面進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明AnMBR有機(jī)污染物去除率(15.3%)明顯高于A~2-MBR系統(tǒng)厭氧段(3.4%),但缺氧段和好氧段出水去除率的差異逐漸縮小。AnMBR-A-MBR系統(tǒng)能抵抗相對(duì)更高的污染負(fù)荷,且各級(jí)出水的急性毒性均明顯低于A~2-MBR系統(tǒng),二者的毒性當(dāng)量總?cè)コ史謩e為85.2%和79.2%。各級(jí)出水中極性組分的急性毒性最強(qiáng),該組分以II區(qū)芳香族蛋白質(zhì)類似物和多環(huán)芳烴、含氮雜環(huán)化合物為主。對(duì)AnMBR馴化過(guò)程中細(xì)菌和古菌群落結(jié)構(gòu)和演替進(jìn)行研究,二者的多樣性均先增加后減少,且細(xì)菌的多樣性和豐度顯著高于古菌。Ignavibacteria綱和Methanobacteria綱分別是厭氧馴化污泥中細(xì)菌和古菌的優(yōu)勢(shì)菌綱。對(duì)比兩套處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中的微生物群落結(jié)構(gòu),AnMBR富集了降解功能較強(qiáng)的獨(dú)有菌屬,Coprothermobacter屬為其獨(dú)有和優(yōu)勢(shì)菌屬。隨著處理過(guò)程的進(jìn)行,二者缺氧段和好氧段細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的差異變小,Thiobacillus屬和Thauera屬分別為AnMBR-A-MBR系統(tǒng)和A~2-MBR系統(tǒng)缺氧段中的優(yōu)勢(shì)菌屬。Thiobacillus屬為二者好氧段中共同的優(yōu)勢(shì)菌屬。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X784
【圖文】：

64圖 4.4 各樣品 Betaproteobacterial 綱的 OTUs 比例適應(yīng)范圍比較寬，或者由于該細(xì)菌綱的部分細(xì)菌適應(yīng)好氧環(huán)境而其他部分細(xì)菌適應(yīng)厭氧環(huán)境。通過(guò)比較每個(gè)樣品中 Betaproteobacteria 綱的 OTUs 組成（如圖 4.4 所示），可以發(fā)現(xiàn)第二種原因被證實(shí)。Betaproteobacteria 綱的OTUs 比例動(dòng)態(tài)變化，但是 Betaproteobacteria 綱的總相對(duì)豐度相對(duì)穩(wěn)定。另一個(gè)屬于 Proteobacteria 門的 Gamaproteobacteria 綱在 S4 中相對(duì)豐度較高（21.9%），在其他樣品中相對(duì)豐度較低（1.5~2.8%）。屬于 Bacteroidetes 門的 Sphingobacteria 綱是 S1 中的主要細(xì)菌群落之一，其相對(duì)豐度為 14.5%，

65圖 4.5 各樣品屬水平細(xì)菌群落的相對(duì)豐度（相對(duì)豐度低于 1%歸為“others”）但在 S5 中幾乎沒(méi)有出現(xiàn)。兩個(gè)代表性綱的相對(duì)豐度在馴化早期增加：屬于Bacteroidetes 門的 Bacteroidia 綱和屬于 Firmicutes 門的 Clostidia 綱，但在馴化后期減少。這兩個(gè)綱在馴化過(guò)渡期是優(yōu)勢(shì)菌種，其相對(duì)豐度在 S2 和 S3中分別為 12.3%、15.9%和 27.4%、15.2%。各樣品屬水平的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)如圖 4.5 所示。部分細(xì)菌屬的相對(duì)豐度升高，如 Myroides 屬、Desulfitobacterium 屬、Alcaligenes 屬、Weeksella 屬、Arcobacter 屬、Sedimentibacter 屬、Comamonas 屬、Pseudomonas 屬以及一

圖 4.7 各樣品屬水平古菌群落的相對(duì)豐度（相對(duì)豐度低于 1%歸為“others”）S4 和 S5）一直存在。一個(gè)屬于 Halobacteriaceae 科的未分類古菌屬的相對(duì)豐度從 S1 中的 91.4%逐漸減少到 S5 中的低于 0.1%，可能與 Halobacteriaceae科一般是好氧的化能異養(yǎng)古菌有關(guān)[134]。Methanobacterium 屬是厭氧馴化污泥中的優(yōu)勢(shì)群類，其相對(duì)豐度從 S1 中低于 0.1%逐漸增長(zhǎng)到 S5 中的 80.4%。有研究[135,136]已經(jīng)報(bào)道了中溫是屬于 Methanobacterium 屬的很多古菌種的最適溫度范圍，可以看出該古菌屬相對(duì)豐度的增長(zhǎng)主要與厭氧環(huán)境和中溫條件有關(guān)。在馴化過(guò)程中，一個(gè)屬于 Halobacteriales 目的未分類古菌屬的相對(duì)豐度也從 S1 中的 2.0%逐漸增長(zhǎng)到 S5 中的 7.4%。另外，Halobacterium 屬和Candidatus_Parvarchaeum 屬的相對(duì)豐度先在馴化初期增加之后減少，且二者的最高相對(duì)豐度均出現(xiàn)在 S3 中，分別為 32.7%和 7.7%。Halobacteriales目中的一些菌種適應(yīng)好氧環(huán)境而另外一些菌種更適應(yīng)厭氧環(huán)境[137,138]，這可能該菌目相對(duì)豐度先增加后減少的原因。

【參考文獻(xiàn)】

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1 朱s闃

本文編號(hào)：2793276