uasb反應(yīng)器處理煙草薄片廢水的參數(shù)調(diào)控及微生物種群結(jié)構(gòu)變化研究


1.97萬(wàn)字 50頁(yè) 原創(chuàng)作品，通過(guò)查重系統(tǒng)



摘 要
我國(guó)是世界上最大的煙草生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，分別占世界總產(chǎn)量的30%和總銷量的38%。近年來(lái)，為了提高煙草品質(zhì)和節(jié)約煙草種植面積，煙草薄片的生產(chǎn)量逐年提高。目前，我國(guó)已經(jīng)建成11個(gè)煙草薄片生產(chǎn)基地，年生產(chǎn)量達(dá)45-50萬(wàn)噸。然而，煙草薄片生產(chǎn)廢水的產(chǎn)生比例很高，約為1t（薄片）: 70m3（廢水）。該廢水除了具備造紙廢水的一般特征外，其煙堿含量很高，屬于難處理高濃度有機(jī)廢水。鑒于煙堿對(duì)生物與生態(tài)的毒性效應(yīng)，煙草薄片生產(chǎn)廢水中的煙堿污染問(wèn)題日趨突出，已對(duì)周邊的人群健康和生態(tài)安全構(gòu)成威脅。因此，如何科學(xué)處理煙草薄片廢水，降低其煙堿含量，減輕其生態(tài)危害是亟待解決的科學(xué)問(wèn)題。
本文運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室模擬的UASB反應(yīng)器對(duì)煙草薄片廢水進(jìn)行生物處理，并對(duì)該生物反應(yīng)器展開(kāi)工程調(diào)控與微生物學(xué)機(jī)理的相關(guān)研究。實(shí)驗(yàn)中，對(duì)接種的顆粒污泥進(jìn)行培養(yǎng)和馴化后，針對(duì)其煙堿降解率不高的現(xiàn)狀，植入煙草污染多年的深層土壤，并調(diào)節(jié)UASB反應(yīng)器，尋找煙堿降解最適宜的水力停留時(shí)間、pH、溫度、顆粒污泥上升流速和有機(jī)污染負(fù)荷。另外，本文還針對(duì)不同濃度的煙堿和反應(yīng)底物中氮的賦存形式對(duì)顆粒污泥產(chǎn)生二氧化碳、甲烷等和其降解能力展開(kāi)了研究。
結(jié)果表明：接種污泥在實(shí)驗(yàn)室中可以馴化為適合煙草薄片廢水反應(yīng)的顆粒污泥。通過(guò)深層煙堿土壤的植入和對(duì)UASB反應(yīng)參數(shù)的調(diào)控，找到最優(yōu)參數(shù)。UASB的最佳反應(yīng)參數(shù)，是當(dāng)水力停留時(shí)間為18h，進(jìn)水pH為6.5-7.0，反應(yīng)溫度為36-38℃，顆粒污泥上升流速為0.8m/h，有機(jī)污染負(fù)荷為1000-2000mg/L下運(yùn)行時(shí)，最優(yōu)參數(shù)時(shí)煙堿降解率可以達(dá)到85%以上。另外，隨著煙堿濃度不斷提高，會(huì)更加抑制CO2的釋放。另外對(duì)于產(chǎn)生CH4 的情況，煙堿濃度低于100mg/L時(shí)，會(huì)抑制甲烷的產(chǎn)生，當(dāng)煙堿濃度大于100mg/L以上時(shí)，對(duì)產(chǎn)甲烷有促進(jìn)作用。對(duì)于底物氮的不同的賦存形式，對(duì)不同氣體的產(chǎn)生也有不同的影響。硝氮抑制CH4的產(chǎn)生，氨氮基本不會(huì)產(chǎn)生影響。另外，兩種氮的存在形式，都會(huì)對(duì)二氧化碳有促進(jìn)作用，還有在兩者的比例相同時(shí)，二氧化碳的釋放速率最大。最后，在顆粒污泥的過(guò)程中，微生物種群變化明顯，一部分成為優(yōu)勢(shì)菌，到達(dá)72天的馴化期時(shí)，馴化前的微生物和馴化后的微生物遺傳種群相似性僅為僅為39.5%。這些結(jié)果對(duì)煙草薄片廢水對(duì)微生物種群變化的研究有重要作用。



關(guān)鍵詞：煙草薄片廢水；UASB厭氧反應(yīng)器；顆粒污泥；PCR-DGGE