（微生物学专业论文）硝基苯甲酸类废水污泥驯化及其微生物群落结构研究.pdf

西南农业大学硕士学位论文摘要 摘要 苯甲酸废水是一类富含苯甲 酸类化合物的 有机废水 这类化合物常用于食品 医药 塑料 染 料等工业上 如未经处 理排放 会对 环境造成严重的 污染 尽管对于这类废水的研究已 有较 长时间 但大多 集中在苯甲 酸降 解菌的分离 筛选方面 而且在工程实践中的 效果并不理想 因 此而成为国内 外竞相研究治理的 热点 针对上述现状 本论文选用水解酸化一活性污泥法串 联 工艺 对硝基苯甲 酸废水进行了 新的好 氧生物处理工艺 研究 本论文通过间歇 进水与连续进水 相结合的方式 对水解酸化池污泥和好氧曝气池污泥进行成功驯化 并对两个阶段的运行条件 进行调控研究 同 时采用平 板培 养 法 d g g e 法和a r d r a法对污泥中微生物的 种群结构 进行 了分析比较 结果表明 i 获得了 采用本工艺处 理硝 基苯甲 酸废水的最佳运行参数 水解酸化处理后的b c值 由 最初的0 2 6 上升 到 4 4 可生 化 性大 大提高 c o d 值由 进 水时的1 3 5 0 m g l 下降为1 2 0 m g l c o d去除率高达9 1 1 达到了 排放标准 2 污泥驯化过程中发 现 底 物不同 其驯化成熟的活性污泥对冲击负荷的耐受力亦不同 以 苯甲 酸为底物驯化成熟的活 性污泥 系统1 虽然对c o d具有优良 的去除效果和耐受苯 甲 酸冲击负荷的能力 但在受到硝基苯甲酸冲击负荷时 污泥系统会迅速崩溃 而以 硝基苯 甲 酸为底物驯化成熟的活性污 泥 系 统1 1 除了 对c o d具有很高的去除率和耐受苯甲 酸冲 击负荷的能力外 还表现出了 对硝基苯甲酸冲击负荷的耐受能力 由此说明 c o d的去除率 固 然是评价活性污泥质量好坏的重要指标 但其对冲击负荷的耐受能力也应当作为污泥质量 评价的重要指标 3 本研究采用 d g g e法 对两种活性污泥中的微生物群落结构进行了比 较 电泳图 谱显 示 两种污泥中微生物的群落结构十分复杂 并且有很大的差别 采用纯培养法从两种活性 污泥中 仅能分别分离到7 种和8 种微生物类型 其中系统i 的优势微生物为 假单胞菌属 不 动 杆菌属等 而系统1 1 的 优势 微生 物为 假单胞菌属和无色杆菌属等 说明两种活性污泥中的 优势微生物种群结构存在明显 差 异 4 采用a r d r a法 进行限 制 性酶切研究的结果表明 系统i 的酶切类型有 1 0 3 种 其中 有2 0 4 的酶切 类型是自 身 特有的 系统1 1 有1 0 7 种 其中有2 4 3 的酶切类型是特有的 说 明 不同 底物驯化得到的活 性污 泥 其微生物的 群落结构显著不同 测序表明 系统i 中的 优势 微生物为假单胞菌属 索氏 菌 属 系统n中的 优势微生物为噬纤维菌属和一种未培养微生 物 5 采用d g g e 法和a r d r a祛研究活性污泥中微生物群落结构的结果表明 d g g e 法进 行微生物群落结构的研究比 采 用传统的纯培养法更为快速和准确 a r d r a法在研究微生物群 落结构方面比 传统方法更加客 观和全面 由 于上述两种研究方法还存在着技术要求严格 试 验成本较高等问题 因此 本论文仅限于实验室阶段的研究结果 距污水处理工程实践应用 还有一定距离 但是 利用分 子 生物学的 方法开展微生物生态学方面的研究 能够更好地为 拓宽和深化污水生物处理工艺的改进提供科学依据 关 链词 硝基苯甲酸 活性污 泥 群落结构 变性梯度凝胶电 泳 扩增r d n a限制性分析 西南农业大学硕士学位论文 ab s t ract t h e b e n z o a t e w a s t e w a t e r r i c h e d i n b e n z o a t e s t h e c o m p o u n d s a r e o ft e n u s e d a s m a t e r i a l s i n f o o d m e d i c i n e p l a s t i c d y e s a n d s o o n i f t h e w a s t e w a t e r r e l e a s e d w it h o u t d i s p o s e d i t w i l l p o l l u t e t h e e n v i r o n m e n t s o m any s t u d i e s h a v e b e e n d o n e an d s o l o n g t i m e h a v e s p e n d o n i t b u t m o s t o f t h e s t u d ie s f o c u s o n s e p a r a t i n g t h e m i c r o b e s w h i c h c an d e c o m p o s e t h e b e n z o a t e t h e a p p l i c a t i o n o f t h e m i c ro b e s s e p a r a t e d f r o m t h e e n v i r o n m e n t s i s n o t i d e a l s o t h e s t u d y a b o u t t h e d e c o m p o s i n g o f t h e b e n z o a t e i s s t i l l a h o t s p o t i n t h i s s t u d y t h e m i c r o b i a l d e g r a d a t i o n w i t h h y d r o l y t i c a c i d i f i c a t i o n a e r o b ic p r o c e s s w a s i n v e s t i g a t e d t o t r e a t t h e b e n z o a t e w a s t e w a t e r p r o d u c e d i n c h e m i c a l f a c t o ry 1 t h e s l u d g e w a s c u l t u r e d s u c c e s s f u l l y and t h e t r e a t in g c o n d i t i o n w a s a l s o o p t i m i z e d t h e b i o d e g r a d a b i l i t y b o d 5 c o d o f t h e b e n z o a t e w a s t e w a t e r c o u l d b e r a i s e d f r o m 0 2 6 t o 0 4 4 b y h y d r o l y t i c a c i d i f i c a t i o n t h e h y d r o ly t i c a c i d i f i c a t i o n a e r o b i c p r o c e s s r e s u l t s i n c o d w i t h 9 1 1 f r o m 1 3 5 0 m g l t o 1 2 0 m g l and t h e w a s t e w a t e r c o u l d r e l e a s e d s t a n d a r d g o o d r e mo v a l o f a c c o r d i n g t o t h e 2 d i ff e r e n t s l u d g e c u lt u r e d w i t h d i ff e r e n t s u b s t a n c e h a v e d i ff e r e n t a b i l i t i e s t o b e a r t h e s h o c k l o a d i n g wh e n t e s t i n g t h e s l u d g e w e a l s o f i n d t h a t t h e c o d c o u l d b e r e m o v e d e ff e c t i v e l y a n d t h e b e n z o a t e s h o c k s a l s o c ann o t d e t e r i o r a t e t h e s l u d g e c u l t u r e d w i t h b e n z o a t e o r t h e n i t ry l b e n z o a t e w e o b s e r v e d a b r e a k d o w n w i t h t h e s l u d g e w h e n t h e n it r y l b e n z o a t e s h o c k s b u t t h e s l u d g e c u l t u r e d w i t h b e n z o a t e w a s n o t w e t h i n k t h a t b o t h t h e c o d and t h e a b i l i t y t o r e s i s t t h e s h o c k l o a d i n g a r e t h e i m p o r t an t i n d e x e s t o e v a l u a t e t h e s l u d g e t h e d i ff e r e n t r e s p o n s e t o t h e s h o c k l o a d i n g r e s u l t i n g f r o m t h e n i t ryl b e n z o a t e t e l l u s t h a t t h e r e a r e g r e a t d i ff e r e n c e b e t w e e n t h e t w o s l u d g e t r e a t e d w i t h d iff e r e n t s u b s t a n c e t h i s s h o w s t h a t t h e a b i l i t y r e m o v i n g t h e c o d is n o t t h e o n l y i n d e x t o v a l u e t h e s l u d g e wh e n fl u c t u a t i n g t h e a b i l i t y t o b e a r t h e s h o c k lo a d i n g i s t h e i m p o r t a n t i n d e x t o e s t i m a t e t h e s l u d g e 3 d g g e i s a p p l i e d t o c o m p a r e t h e m i c r o b i al c o m m u n i t y b e t w e e n t h e t w o s l u d g e s t h e e l e c t r o p h o r e s i s r e v e a l t h e o b v i o u s d i ff e r e n c e t h e e l e c t r o p h o r e s i s s h o w t h a t t h e t h e r e a r e g r e a t d i ff e r e n c e b e t w e e n t h e t w o s l u d g e a n d t h e m ic r o b ia l c o mm u n it y i s s o c o m p l e x o n ly 7 a n d 8 k i n d s o f p u r e c u lt u r e s a r e g o t i n t h e p la t e and t h e d o m i n ant mi c r o o r g ani s m s a r e p s e u d o m o n a s s p a n d a c i n e t o b a c t e r s p i n s y s t e m i c u l t u r e d w i t h b e n z o a t e p s e u d o m o n a s s p and a c h r o m o b a c t e r s p in s y s t e m 1 c u l t u r e d w i t h n it ry l b e n z o a t e 4 a r d r a w a s u s e d t o a n a l y z e t h e m i c r o b i al c o m m u n i t y i n t h e t w o s l u d g e t h e r e s u l t s r e v e a l e d g r e a t d i ff e r e n c e b e t w e e n t h e t w o s l u d g e s a b o u t 2 0 4 o f t h e f i n g e r p r i n t i n g s a r e s p e c ia l i n t h e s y s t e m 1 a n d 2 4 3 i n t h e s y s t e m 1 1 1 0 3 and 1 0 7 k i n d s o f f n g e r p r i n t i n g s a r e g e t b y a r d r a t h e 1 1 西南农业大学硕士学位论文a b s t r a c t re s u l t s a l s o s h o w伪 曰位 e d o m in a n t m i c r o o r g a n i s m s w e r e p s e u d o m o n a s s p a n d t h a u e r a s p i n s y s t e m i u n c u lt u r e d b a c t e r i u m a n d c y t o p h a g a s p i n s y s t e m 1 1 5 f ro m t h e re s u l t s g e t t i n g f ro m t h e d g g e a n d a r d r a w e c a n s a y t h a t d g g e i s s o q u ic k a n d s e n s it i v e a n d a r d r a i s i m p e r s o n a l a n d c o m p l e t e l y t h e mo l e c u l a r m e t h o d s i s s o s t r i c t i n t e c h n o l o g y a n d t h e c o s t i s s o h i g h t h e m e t h o d s a n d t h e r e s u lt s g o t fr o m t h e m o l e c u l a r m e t h o d s o n l y c a n b e u s e d i n t h e l a b o r a t o ry u n t i l n o w c o m p a r e d w i t h t h e c u l t i v a t i o n d e p e n d e n t m e t h o d d g g e a n d a r d r a c a n a v o i d t h e s e le c t i v i ty a n d a r e m o re a p p r o p r i a t e t o r e v e a l t h e m i c r o b i a l c o m m u n i ty wh e n s o m e l i m i t a t i o n s c o n q u e r e d f i r s t l y t o g e t t h e b e tt e r r e s u l t s t h e m o l e c u l a r m e t h o d s a r e a p p ro p r i a t e t o a n a l y z e t h e c o m m u n i ty s t r u c t u r e i n e c o l o g y k e y wo r d s n i t ryl b e n z o a t e a c t i v a t e d s l u d g e c o m m u n i ty s t r u c t u r e dgge ardra 西南农业大学硕士学位论文第 i 章 文献综述 第 1 章文献综述 1 1水污染问题的严重性 我国水资源十分短缺 淡水资源量严重低于世界平均水平 据统计有 1 0 0 多个大城市严 重缺水 与此同时 随着我国经济的 发展以 及人民 生活水平的提高 废水排放的种类和数量 也 在 不断 踏 加 上年增加 3 2 0 年 据预测 对环境造成的危害日 益严重 2 0 0 1 其中城市工业废水排放2 0 0 7 亿吨 到2 0 5 0 年 我国 城市需水量 将达到 年废水的排放量己 经达到4 2 8 4 亿吨 比 同比增长3 5 中国环境状况公报 2 0 0 1 2 0 7 0 亿立方 而污水排放量累计将达到 1 2 0 0 亿立方 大量排放的废水必然使我国的一些地区的 饮用水源受到严重污染 对人民 健康 造成极大危害 如果不加以 治理 必将严重地制约我国 经济持续 健康 快速发展 1 2水处理技术简介 1 2 1污水处理法的类型 污水的处理方法很多 从净化机制上可以 简单的分为 物理法 化学法和生物法三类 其 中 物理法和化学法如过滤 吸附和混凝等处理废水 由 于只是将有机物从废水中转移 不 能完全降解 因此容易形成 二次污染 无法实现标本兼治 而生物处理法是指为生物提 供适宜的条件 利用其自 身的新陈代谢功能 使废水中 呈溶解和胶体状态的有机污染物被降 解 或者转化为有用的物质 使 废水得以 净化 因 此 生物处理法具有消耗少 效率高 成 本 低 反应条件温和以 及无二次污染等优点 而备受人们的青睐 同时 生物处理方法当中 的 微生物处理技术则由于 微生物相对于其它生物的萦殖速 度快 适应性强等优点而显示出很 大的 优越性 因 此越来越受到 重 视 并已 成为 污水 处 理的 主要途径川 微生物技术处理污水根据运行过程中氧气需要的有无可以分为好氧和厌氧两种处理工 艺 其中的厌氧消化工艺 由 于具有有机负荷高 能 量消耗低以及剩余污泥量少等优点而多 用于一些高浓度废水的处理 但由 于厌氧处理技术的出 水水质一般不能达到一次性排放标准 因 此多与一些好氧的处理工 艺技术 联合应用 好氧微生 物 处理技术 指在有氧气的条件下 利用微生物自 身强大的代谢能 力实现对废水中污染 物的去除作用 以 活性污泥法为典型代表 1 2 2活性污泥法处理工艺的应用 活性污泥法是指利用活 性污泥 进行污 水处 理的 工艺 于1 9 1 2 年由 英国学者c la r k 发明 2 1 其作用的基本原理是 活性污泥是一种人工培养的生物絮凝体 由好氧的微生物 包括细菌 放线菌 真菌和微型动物等 但主要是好气性的菌胶团及其吸附的有机和无机物质 所组成 具 有吸附和分解废水中 有机 物的 能 力 显示出 生物学 活 性 活性污泥法处理废水就是让生物 絮凝体悬浮在废水中形成混合液 使废水中的有机物同 活性污泥微生物充分接触 溶解性的 有机物被细胞吸附和吸收 并在细胞内酶的 作用下 进行氧化和分解 废水中悬浮状态和胶态 西南农业大学硕士学位论文第t 章 文献综述 鱼 鱼 国困 有机物被吸附后 首先在微生物的胞外酶的作用下 分解为可溶解性的低分子有机物 再进 入细胞内部 通过这一系列的转移和微生物的新陈代谢作用 使有机物分解 废水得到净化 同时新的细胞物质不断的合成 活性污泥的数量也不断的增多 活性污泥法处理废水的关键在于要有足够数量的 性能良 好的活性污泥 而这些活性污泥 是通过一定方法培养出 来的 培养活性污泥需要有菌 种和菌种所需要的营养物质 对于城市 生 活污水 由 于本身含 有所需 要的菌 种和营 养物质 因 此可以 直接 用来 培养污 泥 对于工业 废 水 由 于 其中 缺 乏 菌 种 和专 性的 营 养 物 质 因 此 除 应 用一 般 菌 种 和它 所需 要 的 营 养来 培 养 足 量的 活性污 泥以 外 还应 对所培 养的 活 性 污 泥 进 行 驯 化 使 活 性 污 泥 微生 物 群体 逐渐具 有 代谢该种工业废水的 特定专性的酶系统 1 2 3活性污泥的驯化及特点 活性污泥的培养和驯化可以归纳为异步培驯法 同 步培驯法和接种培驯法数种 其中异 步法即先培养后驯化 同步法则培养和驯化同时或者交替进行 接种法则是利用其它污水处 理厂的污泥进行驯化 对于工业废水 先可以用粪便水或者生活污水培养活性污泥 当缺乏这类污水时 也可 以 使用化粪池和排污沟的污泥 初次沉淀池或消化池的污泥等来培养 培养过程中需要及时 换水 换水可以采取间歇换水或者连续换水的方式 具体选用何种方式 依据实际情况来决 定 一般来说 工业废水的驯化多采用间歇换水的 方式 生活污水的驯化多 使用连续换水的 方式 当活性污泥培养成熟后即可在进水中加入工业 废水并逐渐增加比 例 使微生物逐渐驯化 以 适应工业废水 开始时工业废水可以 按设计流量的 1 0 2 0 加入 达到较好的处理效果以 后 再继续增加比例 每次的增加的量以设计流量的 1 02 0 为宜 驯化过程中能够分解污 染物的微生物不断的进行繁殖 不能适应的微生物则逐渐被淘汰 从而使活性污泥具有处理 污水的能力 为了 缩短培养和驯化活性污泥的时间 也可以 将培养和驯化两个阶段同时进行 即在培 养开始时就加入少量的工业废水 并在培养过程中 逐渐增加比 例 使活性污泥在增加过程中 逐渐适应工业废水并具有处理它的能力 这就是所谓的同步培驯法 有条件的 地方可以 直接 从其它污水处理厂引 来剩余污泥作为接种污泥进行曝气培养 即 所谓的 接种 培驯法 这样 可以缩短培养的时间 引来的剩余污泥最好是与特处理 废水性质相同 或类似废水的活性污泥 培养和驳化过程中 应该保证微生 物有良 好的 生 存条 件 例如 池内 水温 应小 于3 5 c p h 值在6 5 7 5 当氮 磷不足时应该投加生活污水或含氮 磷的物质作为营养物质 评价活性 污泥质量的几 个重要 指标包括了m e s s m l v s s s v 3 1 等 活性污泥法进行好氧生物处理时需要提供一定的营养物质 并且需要曝气 因此运行费 用较高 最主 要的是这种处理系统只适用于处理低浓度有机废水 而对一些较难降解或高浓 度的工业废水进行处理时常常面临困难 2 4水解酸化工艺的研究及应用 研究表明 水解酸化预处理这个工艺则可以很好的解决这个问题 水解酸化工艺指的是 西南农业大学硕士学位论文 第 i 章 文献综述 兼 性厌载的条 件下 徽生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催 化氧化反应 使废水中难以降解的大分子物质分解为小分子可溶性物质 从而有效改善后续 生化处理工艺中 c o d 的去除效率的 过程 水解酸化工艺的 优点 一是可大幅度地去除 废水中 悬浮物或有机物 使后续好氧处理工艺的污泥量得到有效减少 同时设备容积也可相应缩小 二是 水解酸化工艺的产泥量远低于好氧工艺 并已高度矿化 易于处理 三是 水解酸化 工艺可对进水负荷的 变化起缓冲作用 从而为好氧处理创造较为稳定的进水条件 四是 水 解酸化处理运行费用低 且其对废水中有机物的去除亦可节省好氧段的需氧量 从而节省整 体工艺的运行费用 五是能为好氧工艺提供可生化性大大改善的进水水质 进而提高 好氧处 理的 效能 3 1 韩相 奎等 还在传 统水 解酸 化工艺基 础上提出了 一种高效水解酸 化 废水 处理 技术 通过水力学措施 实现水解酸化系统较强烈的湍流和涡旋 加速传质 从而对低浓度溶解性 c o d 的去除率比 传统方 法提高 倍以 上14 1 张冬梅等利用二 级水 解酸化 一好 氧工艺 对某炼油厂 废 水进行了 工 业中 试 实 验 在不设 二沉池 污水不回 流 进水 c o d 限制性内切酶 r s a i 酶切体系 r s a 1 0 5 p l 1 0 x m b u ff e r i p i 0 1 b s a 1 p 1 p c r 产 物2 5 p 1 h z 0 5 a 1 总 体 积i o p i 3 7 水浴酶切 h o 2 酶切图谱分析 酶切图谱的分析指标 a 丰富 度 m a rg a le f d s 1 a n n s 1 6 s r d n a酶切产生的总类型数n 总克隆数 b 香 农 一 威 纳 指 数 s h a n n o n w e in e r in d e x h e p ilo g 2 p i p i 第i 种 i 6 s r d n a酶切类型出现的频率 p i n i n n i 为第i 种 1 6 s r d n a酶切类型所包含的克隆数 c 辛普森多 样性指数 s im p s o n s d iv e r s it y in d e x d 1 e p i 2 d 均匀度 e v e n n e s s e h h m a x h m a x 为最大多样性 3 2 5 9序列测定及分析 序 列 经r d p r i b o s o m a l d a t a b a s e p ro j e c t 数 据 库 9 c h e c k c h i mer a 软 件 分 析 鉴 定 是 否 是 形 成 的 嵌 合 片 段 c h i m e r ic f r a g m e n t 用b l a s t软 件 n a t io n a l c e n t e r f o r b io t e c h n o lo g y i n f o r m a t i o n 和s i mi l a r i t y r a n k r d p 分别在g e n b a n 和r d p 数据库检索相近 序列 西南农业大学硕士学位论文第4章 结果与分析 第4 章结果与分析 4 1硝基苯甲酸废水水质分析 硝基苯甲酸废水水质分析结果见表4 1 e 表4 1废 水 水 质 分 析 t a b 4 i s o me i n d e x o f t h e wa s t e wa t e r 1 3 5 06 0 0 2 6 从表4 1 可知 废水的b c b o d c o d 为0 2 6 属于较难处理的化工废水 如直接采用 活性污泥法对其处理 效果不佳 本试验采用水解酸化一 活性污泥法串联工艺进行处理 4 2污泥驯化 硝基苯甲酸废水处理系统中的活性污泥 经过4 周的驯化以 后 污泥逐渐成熟 系统运行 稳定 4 2 1水解酸化池污泥 镜检水解酸化池生物污泥 发现污泥呈棕色 絮粒大 且边缘清晰 沉降性能良 好 同 时 当 水力停留时间 控制为i 天 温度控制为3 0 0c c o d有一定的去除 b o d s c o d的比 值提高到了0 3 9 废水的可生化性得到了明显提高 连续观察一周后发现系统运行稳定 证 明 污泥已 经驯化成熟 4 2 2好氟限气池活性污泥 系统i 和系统i i 经过间歇进水的 驯化以 后 污泥性状良 好 其外观呈浅褐色 s v 3 0 2 8 沉降性能优异 镜检时发现该活性污泥结构紧密 絮粒大 边缘清晰 并在絮体中发现大量 呈球团状结构的菌胶团 测定进 出 水的c o d的变化值 得到活性污泥段两系统c o d去除 率分别达到了8 6 4 和8 4 6 连续运行一周后发现系统运行稳定 证明污泥己 经驯化成熟 4 2 3污泥受到冲击负荷的试验 4 2 3 1污泥系统 i 均 采用恒流泵 连续 进水 逐步 提高 进水的c o d值至3 0 0 0 m g il 左右时 发 现污泥系 统开 始 出 现 恶 化 由 此说 明 此 污 泥 系 统能 耐 受的 苯甲 酸 冲击 负 荷c o d 为2 8 0 0 m 妙 3 1 0 0 m gt l 硝基苯甲 酸形成的 冲击负 荷 耐受度为2 5 m g l 当 超过时 污泥恶化 c o d去除率明显降 低 4 2 3 2污泥系统 1 1 西南农业大学硕士学位论文 第4 章结果与分析 第4 章结果与分析 4 1 硝基苯甲酸废水水质分析 硝基苯甲酸废水水质分析结果见表4 1 表4 1 废水水质分析 t a b4 ls o m ei n d c x o f t h ew a s t e w a t e r 查量 塑 q 里 里g 坐 q 望f 巴吐2塑苎苎 墼 型垡2 坚 笠 3 0 01 3 5 0 3 5 01 26 00 2 6 从表4 1 可知 废水的b c b o d c o d 为o 2 6 属于较难处理的化工废水 如直接采用 活性污泥法对其处理 效果不佳 本试验采用水解酸化一活性污泥法串联工艺进行处理 4 2 污泥驯化 硝基苯甲酸废水处理系统中的活性污泥 经过4 周的驯化以后 污泥逐渐成熟 系统运行 稳定 4 2 1 水解酸化池污泥 镜检水解酸化池生物污泥 发现污泥呈棕色 絮粒大 且边缘清晰 沉降性能良好 同 时 当水力停留时间控制为l 天 温度控制为3 0 c c o d 有一定的去除 b o d s c o d 的比 值提高到了0 3 9 废水的可生化性得到了明显提高 连续观察一周后发现系统运行稳定 证 明污泥已经驯化成熟 4 2 2 好氧曝气池活性污泥 系统i 和系统i i 经过间歇进水的驯化以后 污泥性状良好 其外观呈浅褐色 s v 3 0 2 8 沉降性能优异 镜检时发现该活性污泥结构紧密 絮粒大 边缘清晰 并在絮体中发现大量 呈球团状结构的菌胶团 测定进 出水的c o d 的变化值 得到活性污泥段两系统c o d 去除 率分别达到了8 6 4 q 38 4 6 连续运行一周后发现系统运行稳定 证明污泥已经驯化成熟 4 2 3 污泥受到冲击负荷的试验 4 2 3 1 污泥系统i 均采用恒流泵连续进水 逐步提高进水的c o d 值至3 0 0 0 m g l 左右时 发现污泥系统开 始出现恶化 由此说明 此污泥系统能耐受的苯甲酸冲击负荷c o d 为2 8 0 0 m g l 3 1 0 0 m g l 硝基苯甲酸形成的冲击负荷 耐受度为2 5 m g l 当超过时 污泥恶化 c o d 去除率明显降低 4 2 3 2 污泥系统i 西南农业大学硕士学位论文 第4 章结果与分析 均采用恒流泵连续进水 逐步提高进水的c o d 值至2 5 0 0 m g l 左右时 发现污泥系统开 始出现恶化 由此说明 此污泥系统能耐受的苯甲酸冲击负荷c o d 为2 5 0 0 r a g l 硝基苯甲酸 形成的冲击负荷 耐受度为8 0 m g l 1 0 0 m g l 当超过时 污泥恶化 c o d 去除率明显降低 4 3 工艺条件优化结果 4 31 水解酸化池条件优化结果 4 3 1 1 温度 t 本试验对四个温度条件下的c o d 和b o d 5 进行测定 并对b o d 5 c o d 进行计算的结果 见图4 1 和图4 2 圈4 一l 不同温度条件下b c 值的变化曲线图 f i 孚4 1 b ct a l ec u r v ci nd i f f e r e n tt e m p e r a t u r e 由图4 一l 可以看出 水解酸化池的b o d e c o d 值在2 0 c 3 0 c 范围内基本上与温度呈 正相关的关系 即随着温度的升高 相应的b o d s c o d 值逐渐升高 废水的可生化性的到了 逐步的提高 温度达到3 5 2 时 b o d 5 c o d 值略有下降 有可能是水解酸化作用已经达到了 极限值 蓝梅等认为 水解酸化受温度的影响不大 温度的变化对废水的水解酸化效率影响很小 其原因是水解池中保持有大量活性污泥 大生物量易消除低温造成的影响 而且水解污泥形 成的污泥层对有机物进行吸附截流 反应时间比较充足 因而运行比较稳定4 本试验中得 到的结果则说明温度升高有利于水解酸化的进行 温度的升高有利于兼性好氧蕴的代谢活动 从而更有利于废水可生化性的改善 另外 废水的水质差异对试验结果可能也有一定影响 因此 温度变化对水解酸化效率的影响还有待于进一步研究 由图4 2 可知 随着温度的不断升高 出水的c o d 值也在不断降低 但是降低的幅度 非常有限 由此可见 水解酸化的主要功能应该是对于废水自身可生化性的改善 而不是c o d 的去除 因此 考虑到升温的成本问题 应将运行温度选定为自然环境的温度 而不必采用 一定的升温措施 西南农业大学硕士学位论文 第4 章结果与分析 田4 2 不同温度条件下c o d 值的变化曲线图 f i g 4 2c o dc u r v ci nd i f f e r e n tt e m d e m t u r c 43 2 水力停留时间 h r t 温度 当运行温度控制在3 0 1 2 条件下 水力停留时间 h r t 设定为6 h 1 2 h 2 4 h 3 6 h 4 8 h 时 废水b o d s c o d 变化的测定结果见图4 3 围4 一 不同水力停留时间条件下b c 值的变化曲线图 f i g 4 3 b cr a t ec t l r v ci nd i f f e r e n th r t 由图4 3 可以看出 水力停留时间与b o d s c o d 值呈正相关 随着水力停留时间的逐渐 增大 h o d s c o d 值呈逐渐增加的趋势 但是当水力停留时间到达4 8 h 后 废水的b o d c o d 值达到了一个稳定值 这表明4 9 h 后 废水的b o d s 已经达到了最大值 继续提高水力停留 时间对废水可生化性的改善意义不大 通过温度以及水力停留时间对b o d d c o d 的影响我们 可以看到 尽管水解酸化可以提高废水的可生化性 但是这种改善是有一定限度的 不能无 限制的提高 由此说明 掌握最佳的温度和水力停留时间对提高水解酸化效果十分重要 4 3 2 好氧曝气池运行条件的优化结果 4 321 水力停留时间 h r t 当运行温度控制在3 0 c 条件下 水力停留时问 h r t 设定为6 h 1 2 h 2 4 h 3 6 h 4 8 h 时 出水c o d 变化的测定结果见图4 2 4 西南农业大学硕士学位论文 第4 章结果与分析 曩目 i 置 曼曼奠量量曼兰兰曼曼量曼曼曼曼罡 曼 曼曼 曼量曼曼量皇皇曼曼曼苎 图4 4 不同水力停留时间条件下c o d 值的变化曲线图 f i g4 4 c o dd i f f e r c n t i o nc u r v cw i t hd i f f e r e n th r t 由图4 4 可以看出 当h r t 设定为1 2h 2 4 h 3 6 h 4 8 h 时 出水c o d 随着时间的延 长逐渐减小 其中 当水力停留时间由0 到1 2 h 再到2 4 h 时 出水c o d 变化较大 但是当 水力停留时间由3 6 h 延长至4 8 h 时 出水c o d 变化不大 这说明曝气2 4 小时以后 好氧曝 气池对c o d 的去除率己达到最大值 4 3 2 2 溶氧试验结果 选用o 8 i 0 m g l 1 2 i 4m g l 1 6 i 8m g l3 个浓度范围进行试验的结果见图4 5 田4 5 溶解氯浓度对出水c o d 的影响 f i g 4 5c o dd i f f e r e n t i o nc u r v ew i t hd i f f e r e n td o 溶解氟浓度c e 儿 由图4 5 可以看出 当溶解氧浓度为0 8 1 0 m g j l 时 出水c o d 相对较高 其原因可能 是由于溶解氧不足而影响了微生物正常的生理活动 当溶解氧浓度为1 2 1 4m g l 和1 6 1 8 m g l 时 出水c o d 值均比较低 并且变化不明显 因此 只要保证好氧曝气池内溶解氧浓 度在1 2m 妒一1 8m 巩e p j 保证系统的正常良好运行 上述试验结果表明 水解酸化池和好氧曝气池的污泥得到了成功驯化 同时 获得了一 2 5 西南农业大学硕士学位论文 第4 章结果与分析 些影响水解酸化和好氧曝气的蛀佳运行工艺参数 这对污水处理系统的实际运行调试具有重 要的参考作用 根据获取的各项摄佳运行参数 结合已有的废水处理经验 将运行条件设定为 水解酸化池 运行温度 3 0 运行h r t 2 4h 好氧曝气池 运行h r t 2 4h 溶氧浓度 1 4m g 儿 按照这一选择设定的处理运行条件 对废水的c o d 进行了7 天的跟踪测定 其结果见 表4 2 表4 c o d m 以 的测定结果 1 色b 4 2c o d i n o n e w e e k 从表4 2 可知 废水中的c o d 去除率达到了9 0 左右 4 4 污泥样品部分指标分析 污泥样品部分指标的测定结果见表4 3 表4 3 污泥样品部分指标分析 1 h b4 3s o m ei n d e xo f t h es l u d g c 4 5 微生物的分离与群落计数 4 5 1 菌落计数结果 系统i 系统i i 两文库的菌落计数统计结果见下表 表4 4 菌落计数统计结果 t 曲 4 4t h e 姗o u n to f t h ec o l o n i e s 西 南 农业 大 学 硕 士 学 位论 文第4 章 结 果 与 分 析 旦 旦 互 曰 口 州 些 影响 水解酸化和好氧曝气的 最佳运行工艺 参数 这 对污水处 理系 统的 实际 运行调 试具有 重 要的参考作用 根据获取的各项最佳运行参数 结合已 有的废水处理经验 将运行条件设定为 水解酸化池 运行温度 3 0 c 运行h r t 2 4 h 好氧曝气池 运行h r t 2 4 h 溶氧浓度 1 4 m 叭 按照这一选择设定的处理运行条件 对废水的c o d进行了7 天的跟踪测定 其结果见 表4 2 表4 2 c o d m g l 的测定结果 c a b 4 2 cod i n o n e we e k 取样 日期 5月 4日 9 0 0 5月 5日 9 x乡 5月 6日 9 0 0 5月 7日 9 二 0 0 5月8日 9 0 0 5月 9日 9 0 0 5月 0日 9 0 0 进水1 3 5 01 3 5 01 3 5 0 1 3 5 01 3 5 0 1 3 5 0 1 3 5 0 水解酸化池出水 生化呀气池出水 1 1 7 0 1 3 01 1 4 51 1 1 51 0 5 71 0 9 01 1 0 5 1 3 5 1 2 0 1 1 51 2 6 从表4 一可知 废水中的c o d去除率达到了9 0 左右 4 4污泥样品部分指标分析 污泥样品部分指标的测定结果见表4 3 表4 3污泥样品部分指标分析 t a b 4 3 s o m e i n d e x o f t h e s l u d g e 污泥样品 s v i m u g p h 颜色 黄褐色 黄褐色 l0297 系统 i2 9 5 0 系统 2 5 4 0 4 5微生物的分离与群落计数 4 5 1菌落计数结果 系统i 系统 1 1 两文库的菌落计数统计结果见下表 表4 4 菌落计数统计结果 t a b 4 4 t h e a mo u n t o f t h e c o l o n i e s 区系名称系统 1系统 i i 菌数 5 8 x 1 0 4 9 x1 0 西南农业大学硕士学位论文 第4 章结果与分析 些影响水解酸化和好氧曝气的蛀佳运行工艺参数 这对污水处理系统的实际运行调试具有重 要的参考作用 根据获取的各项摄佳运行参数 结合已有的废水处理经验 将运行条件设定为 水解酸化池 运行温度 3 0 运行h r t 2 4h 好氧曝气池 运行h r t 2 4h 溶氧浓度 1 4m g 儿 按照这一选择设定的处理运行条件 对废水的c o d 进行了7 天的跟踪测定 其结果见 表4 2 表4 c o d m 以 的测定结果 1 色b 4 2c o d i n o n e w e e k 从表4 2 可知 废水中的c o d 去除率达到了9 0 左右 4 4 污泥样品部分指标分析 污泥样品部分指标的测定结果见表4 3 表4 3 污泥样品部分指标分析 1 h b4 3s o m ei n d e xo f t h es l u d g c 4 5 微生物的分离与群落计数 4 5 1 菌落计数结果 系统i 系统i i 两文库的菌落计数统计结果见下表 表4 4 菌落计数统计结果 t 曲 4 4t h e 姗o u n to f t h ec o l o n i e s 由表4 4 可以看出 系统i 和系统i i 中的细菌数量分别为5 8 1 0 8 和49 1 0 8 说明两 系统的细菌数量差别不大 均处于同一个数量级为10 8 4 5 2 微生物的纯培养分离 利用传统微生物学方法 根据菌落形态的差异及镜检结果 从系统i 和系统1 i 中分别分 离得到7 种和8 种微生物 并对两系统中的优势微生物进行了菌种鉴定 其结果见表4 5 表4 5 系统i 系统1 1 中优势微生物的生理生化指标 t a b 4 5i d e n t i f i c a t i o no f t h ed o m i n a n t 州n s 由4 5 表可以看出 系统 和系统i i 中的优势微生物种类发生了一定的变化 其中系统 i 和系统l l 中都各有一种假单胞菌 另外 系统i 中的另一种优势微生物为不动杆菌属 系 统l i 中的另一种优势微生物属于无色杆菌属 4 6 活性污泥中总d n a 的提取与纯化 4 6 1 总d n a 的琼脂糖凝胶电泳检测 采用物理破壁和化学破壁相结合的方法 从活性污泥中提取得到总d n a