本文關(guān)鍵詞：S-誘抗素廢水生化處理工藝及其功能微生物多樣性研究

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【摘要】：生物農(nóng)藥S-誘抗素(天然脫落酸,ABA)是國(guó)際公認(rèn)的5大植物內(nèi)源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)之一,是一種新型高效、天然綠色生長(zhǎng)活性物質(zhì),因此被廣泛地應(yīng)用于蔬菜、花卉、棉花、煙草、苗木、大豆、糧食作物等的栽培生產(chǎn)。S-誘抗素的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的高濃酸性萃取廢水,常規(guī)處理方法不能實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放要求,成為工業(yè)廢水處理領(lǐng)域中重要的技術(shù)難題。本文針對(duì)S-誘抗素生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的超高濃度有機(jī)廢水,采用系統(tǒng)的研究方法,通過(guò)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室處理工藝研究、功能微生物菌群及其多樣性分析、中試探索,提出了一套完善、實(shí)用且高效低耗的廢水處理組合工藝技術(shù),主要研究結(jié)論如下：萃取廢水中主要的污染物有CODcr、硫酸鹽等,其濃度分別為50000-150000mg/L、480～38000 mg/L, BOD5/CODCr為0.28-0.30,且高濃度的硫酸鹽對(duì)生化處理過(guò)程中微生物的生理活動(dòng)影響較大,屬于高濃度難降解有機(jī)廢水。其中醇類、高級(jí)脂肪酸類、酯類、鹵代烴類等物質(zhì)較多且含量較高,是廢水有機(jī)物含量高的主要原因。針對(duì)S-誘抗素萃取廢水的特點(diǎn)采用綜合調(diào)理法進(jìn)行預(yù)處理,CODcr與硫酸鹽平均去除率分別為23.7%和98.8%；預(yù)處理后接合UASB與二級(jí)好氧生物接觸氧化反應(yīng)器進(jìn)行生化處理。UASB反應(yīng)器最佳運(yùn)行條件：HRT為24h、運(yùn)行溫度為35℃、堿度為1000-1200mg/L、pH為7.0～8.0、UASB容積負(fù)荷為6.0kgCODCr/(m3·d),在優(yōu)化條件下運(yùn)行UASB反應(yīng)器對(duì)萃取廢水CODcr的去除率為90%左右。二級(jí)好氧生物接觸反應(yīng)器的優(yōu)化條件為：pH為7.0～8.0,運(yùn)行溫度為20℃,一級(jí)接觸氧化池的HRT為32h,DO值為2.0mg/L,二級(jí)接觸氧化池的HRT為20小時(shí),DO值為2.0～4.0mg/L；在最佳運(yùn)行條件下,接觸氧化反應(yīng)器出水CODcr濃度達(dá)100mg/L以下,去除率達(dá)98%以上。為了解析生物反應(yīng)器中各反應(yīng)器的優(yōu)勢(shì)菌群結(jié)構(gòu)與生理活性,本研究分別利用傳統(tǒng)分離技術(shù)與16S rRNA (18S rRNA)序列技術(shù)進(jìn)行微生物多樣性的分析。通過(guò)傳統(tǒng)分離平板分離與Hughter厭氧技術(shù)從UASB與接觸氧化池兩個(gè)反應(yīng)器中分離出20株功能微生物,從UASB中分離出15株微生物,包括8株好氧菌、5株厭氧菌和2株產(chǎn)甲烷菌；從生物接觸氧化反應(yīng)器中分離出5株好氧微生物。不同的菌株有著不同的生理功能,但絕大多數(shù)微生物均能利用S-誘抗素。采用16S rRNA與18SrRNA技術(shù),分析UASB與接觸氧化池反應(yīng)器中細(xì)菌與古菌(真菌)的微生物菌群結(jié)構(gòu)與微生物多樣性。結(jié)果表明UASB與接觸氧化池反應(yīng)器中均存在著豐富的微生物多樣性,Clostridia為UASB反應(yīng)器中絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的菌群,其它優(yōu)勢(shì)菌群還有Bacilli、Gammaproteobacteria、 Betaproteobacteria和Methanobacteria； Betaproteobacteria為接觸氧化池中絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的菌,其它優(yōu)勢(shì)菌群還有Alphaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Microbotryomycetidae Tremellomycetidae和Peritrichia�，F(xiàn)場(chǎng)中試研究結(jié)果表明,“預(yù)處理-UASB-兩級(jí)生物接觸氧化”組合工藝對(duì)CODCr的去除效率為99.78～99.91%,整個(gè)組合工藝出水水質(zhì)大部分情況下可以達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的要求,并能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。GC-MS分析結(jié)果表明,廢水經(jīng)生化工藝處理后,廢水中揮發(fā)性物質(zhì)的種類及含量很少,僅檢測(cè)到微量的乙酸和丙酸。
【學(xué)位授予單位】：中南林業(yè)科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X786

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